KR20010033592A - 기판 반송용 로봇 - Google Patents

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KR20010033592A
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젠포히데하루
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하시모토 신이치
가부시키가이샤 야스카와덴키
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Abstract

반송중인 기판의 진동을 제어할 수 있는 기판반송용 로봇이 개시되어 있다. 베이스(1) 상에 선회할 수 있도록 배치한 선회베이스부(2)와, 선회베이스부(2)상에 마련한 제1 아암(32a, 32B), 제2 아암(33A, 33B) 및 제3 아암(34A, 34B)으로 이루어지는 수평방향으로 신축할 수 있는 두 개의 서로 좌우대칭으로 배치된 로봇 아암(3A, 3B), 및 제3 아암(34A, 34B)에 고정된 척(4A, 4B)을 구비하며, 어느 한쪽의 로봇 아암(3B)은 제2 아암(33B)의 하면을 다른 한쪽의 로봇 아암(3A)의 제3 아암(34A)상에 척에 홀딩된 기판(WA)의 상면보다 높아지도록 배치한 것이다.
따라서, 이동부분의 강성을 높일 수 있고, 반송중인 기판(WA, WB)의 진동을 방지할 수 있다.

Description

기판 반송용 로봇{Wafer transferring robot}
종래, 기판반송용 로봇은, 예컨대 도 13에 나타낸 바와 같이, 베이스(10)상에 선회할 수 있도록 지지한 선회베이스부(20)를 마련하고, 선회베이스부(20)에는 두 개의 로봇 아암(30A, 30B)을 좌우대칭으로 배치하였다. 각 로봇 아암(30A, 30B)에는 일단이 구동모터(310A, 310B)에 의해 회전구동되도록 지지된 제1 아암(320A, 320B)이 마련되고, 제1 아암(320A, 320B)의 타단에는 제2 아암(330A, 330B)의 일단이 회전구동되도록 지지되고, 제2 아암(330A, 330B)의 타단에는 제3 아암(340A, 340B)의 일단이 회전구동되도록 지지되고, 제3 아암(340A, 340B)의 타단에는 기판(W)을 홀딩하는 척(40A, 40B)이 마련되어 있다.
또한, 제1 아암(320A, 320B), 제2 아암(330A, 330B) 및 제3 아암(340A, 340B)이 회동하여 척(40A, 40B)이 선회베이스부(20)로부터 소정거리 이격되었을 때, 척(40A, 40B)끼리가 간섭하지 않도록 하기 위하여, 제3 아암(340A, 340B) 중 어느 하나를 ㄷ자 모양으로 형성하여 척(40A)과 척(40B)이 상하방향으로 이격되도록 한 것이 개시되어 있다(예컨대, 일본특허공개 평 8-274140호 공보).
그런데, 상기 종래기술에서는, 제1 아암(320A, 320B) 및 제2 아암(330A, 330B)은 위에 제3 아암(340A, 340B) 및 척(40A, 40B)이 설치되어 있어, 강성을 크게 할 필요가 있다. 그러나, 제3 아암(340A, 340B)은 큰 강성을 필요로 하지 않으며, 강성을 작게 하여 동작특성을 양호하게 하기 위하여, 구성을 비교적 작은 강성의 것으로 할 필요가 있다.
그 때문에, 제3 아암(340A, 340B)은 고유진동수가 낮아, 기판(W)과의 조합에 의한 고유진동수와 근사한 값이 되므로, 반송중인 기판(W)에 진동이 발생한다는 문제가 있었다.
또한, 제3 아암(340A, 340B)의 강성을 높이고자 하면, 형상치수가 커지고 중량이 증가하기 때문에, 아암구동용 모터용량이 커진다는 문제가 있었다.
본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 기판을 반송하는 기판반송용 로봇에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예를 나타내는 정단면도이고,
도 2는 본 발명의 제1 실시예를 나타내는 평면도이고,
도 3은 본 발명의 제2 실시예를 나타내는 정단면도이고,
도 4는 본 발명의 제3 실시예를 나타내는 정단면도이고,
도 5는 본 발명의 제4 실시예를 나타내는 정단면도이고,
도 6은 본 발명의 제4 실시예를 나타내는 평면도이고,
도 7은 본 발명의 제5 실시예를 나타내는 정단면도이고,
도 8은 본 발명의 제5 실시예를 나타내는 평면도이고,
도 9는 본 발명의 제6 실시예를 나타내는 정단면도이고,
도 10은 본 발명의 제6 실시예를 나타내는 평면도이고,
도 11은 본 발명의 제7 실시예를 나타내는 정단면도이고,
도 12는 본 발명의 제7 실시예를 나타내는 평면도이고,
도 13은 종래예를 나타내는 정단면도이다.
본 발명은, 제3 아암의 강성을 증가시키지 않고 반송중인 기판의 진동을 억제할 수 있는 기판반송용 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 베이스상에 선회할 수 있도록 배치한 선회베이스부와, 상기 선회베이스부상에 마련한 제1 아암, 제2 아암 및 제3 아암으로 이루어지는 수평방향으로 신축할 수 있는 두 개의 서로 좌우대칭으로 배치된 로봇 아암과, 상기 제3 아암에 고정된 척을 구비한 기판반송용 로봇에 있어서, 어느 한쪽의 상기 로봇 아암은 상기 제2 아암의 하면을 다른 한쪽의 상기 로봇 아암의 제3 아암상에 척에 홀딩된 기판의 상면보다 높아지도록 배치한 것이다.
또한, 어느 한쪽의 상기 로봇 아암은 상기 제2 아암을 다른 한쪽의 상기 로봇 아암의 제1 아암과 상기 제2 아암과의 사이의 높이의 위치에 배치한 것이다.
또한, 어느 한쪽의 상기 로봇 아암은 상기 제1 아암을 다른 한쪽의 상기 로봇 아암의 제2 아암과 같은 높이로 배치한 것이다.
또한, 어느 한쪽의 상기 로봇 아암은 상기 제3 아암을 상기 제2 아암의 상방에 배치하고, 다른 한쪽의 상기 로봇 아암은 상기 제3 아암을 상기 어느 한쪽의 제3 아암에 대향하도록 상기 제2 아암의 하방에 배치한 것이다.
또한, 베이스상에 선회할 수 있도록 배치한 선회베이스부와, 상기 선회베이스부상에 수평방향으로 연장되는 직선이동장치와, 상기 직선이동장치의 이동부에 고정된 홀딩부와, 상기 홀딩부에 고정된 척을 구비한 기판 반송용 로봇에 있어서, 상기 직선이동장치는 복수개 서로 평행하게 배치되고, 각각의 상기 홀딩부를 상기 척에 홀딩된 기판이 서로 간섭하지 않는 위치에 배치한 것이다.
또한, 상기 직선이동장치는, 상기 이동부를 구동하는 리니어모터로 이루어진 것이다.
또한, 상기 직선이동장치는, 상기 이동부를 구동하는 벨트이동장치로 이루어진 것이다.
또한, 상기 직선이동장치는, 상기 이동부를 구동하는 실린더로 이루어진 것이다.
또한, 상기 직선이동장치는, 상기 선회베이스부상에 수평방향으로 나란히 배열한 것이다.
또한, 상기 직선이동장치는, 상기 선회베이스부상에 수직방향으로 겹치도록 배열한 것이다.
따라서, 제3 아암의 강성을 증가시키지 않고 이동부분의 강성을 높일 수 있으며, 반송중인 기판(WA, WB)의 진동을 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 기판을 홀딩하는 척을 강성이 높은 구성의 직선이동장치에 의해 지지하고 있으므로, 반송중인 기판의 진동을 방지할 수 있고, 리니어모터나 벨트이동장치 등의 직선이동장치를 이용하는 경우에는 다수의 기판을 동시에 반송할 수 있으므로, 소형으로 복수의 프로세스처리에 대응할 수 있으며, 진동이 적은 고품질의 기판반송용 로봇을 제공할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예를 나타내는 정단면도이고, 도 2는 그 평면도이다.
도면에 있어서, 1은 베이스, 2는 베이스(1)상에 구동모터(11)에 의해 선회할 수 있도록 지지한 선회베이스부, 3A, 3B는 선단이 직선이동할 수 있도록 한 직선이동장치인 두 개의 다관절형 로봇 아암으로, 각각 수평방향으로 신축할 수 있는 것으로서, 좌우대칭이 되도록 선회베이스부(2)상에 배치되어 있다. 31A, 31B는 선회베이스부(2)에 간격을 두고 고정되며, 각각 선회베이스부(2)의 상방으로 돌출하는 중공축(311A, 311B)을 가지는 구동모터이다. 312A, 312B는 구동모터(31A, 31B)내를 관통하여 선회베이스부(2)에 고정된 고정축으로서, 풀리(313A, 313B)를 고정하고 있다.
32A, 32B는 일단이 구동모터(31A, 31B)의 중공축(312A, 312B)에 의해 수평면상을 회동구동되도록 지지된 제1 아암이다. 321A, 321B는 제1 아암(32A, 32B)의 타단에 축수(322A, 322B)를 통해 지지된 제1 선회축으로서, 제1 아암(32A, 32B)측에 풀리(323A, 323B)를 마련하고, 풀리(313A, 313B)와의 사이에 벨트(324A, 324B)가 감겨 있다. 어느 한쪽의 제1 아암(32B)의 축수(322B)부분 및 제1 선회축(321B)은 다른 한쪽의 제1 아암(32A)의 축수(322A)부분 및 제1 선회축(321A)보다 길게 되어 있다.
33A, 33B는 제2 아암으로서, 일단이 제1선회축(321A, 321B)에 고정되고, 제1 선회축(321A, 321B)의 제2 아암(33A, 33B)측에는 풀리(331A, 331B)가 고정되어 있다. 333A, 333B는 제2 아암(33A, 33B)의 타단에 축수(332A, 332B)를 통해 지지된 제2 선회축으로서, 제2 아암(33A, 33B)측에는 풀리(334A, 334B)가 고정되어 있다. 335A, 335B는 풀리(331A, 331B) 및 풀리(334A, 334B)에 감겨진 벨트이다. 34A, 34B는 제3 아암으로서, 일단이 제2 선회축(333A, 333B)에 고정되어 있다. 4A, 4B는 각각 기판(WA, WB)을 홀드하는 척으로서, 제3 아암(34A, 34B)에 고정되어 있다.
또한, 척(4A)으로 홀드된 기판(WA)과 척(4B)으로 홀드된 기판(WB)이 간섭하지 않도록, 제2 아암(33B)의 하면은 척(4A)에 의해 홀딩되는 기판(WA)의 상면보다 높아지도록 배치되어 있다.
이와 같은 구성에 의해, 구동모터(31A, 31B)를 구동함으로써, 제1 아암(32A, 32B) 및 제2 아암(33A, 33B)이 회동하고, 제3 아암(34A, 34B)을 수평방향으로 이동시키며, 척(4A, 4B)에 의해 홀딩된 기판(WA, WB)을 반송할 수 있다.
이 때, 강성이 높은 제2 아암(33B)이 제3 아암(34A)에 마련한 척(4A)에 홀딩된 기판(WA)보다 상방에 배치되어 있으므로 제3 아암(34B)에 의해 기판(WA, WB)간의 간섭을 회피하는 구조로 할 필요가 없고, 제3 아암(34B)의 구조를 간단히 하여 이동부분의 강성을 높일 수 있으며, 반송중인 기판(WA, WB)의 진동을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예를 나타내는 정단면도이다.
제2 실시예에서는, 구동모터(31B)를 선회베이스부(2)의 상방에 배치하고, 제1 아암(32B)을 제2 아암(33A)과 같은 높이로 배치하며, 척(4A)척에 홀딩된 기판(WA)과 척(4B)에 홀딩된 기판(WB)이 간섭하지 않도록, 제2 아암(33B)의 하면은 척(4A)에 홀딩되는 기판(WA)의 상면보다 높아지도록 배치한 것이다.
이와 같은 구성에 의해, 제1 선회축(321B)의 길이를 짧게 할 수 있고, 제1 아암(32B)의 강성을 높일 수 있다.
도 4는, 본 발명의 제3 실시예를 나타내는 정단면도이다.
상기 제2 실시예에서는, 제3 아암(34A, 34B)을 제2 아암(33A, 33B)의 상방에 마련한 예에 대하여 설명하였으나, 제3 실시예에서는, 제2 선회축(333A, 333B)을 제2 아암(33A, 33B)의 하방으로 돌출시키고, 제3 아암(34A, 34B)을 제2 아암(33A, 33B)의 하방에 마련한 것이다.
이 경우, 두 개의 기판(WA, WB)을 근접시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예를 나타내는 정단면도이고, 도 6은 그 평면도이다.
제4 실시예는 상기 제1 실시예에서 설명한 다관절형 로봇 아암 대신, 직선이동장치로서 리니어모터를 이용한 것이다.
즉, 5A, 5B는 선회베이스부(2)의 상면에 고정한 서로 평행하게 수평방향으로 연장되는 두 개의 리니어 모터, 51A, 51B는 고정자, 52A, 52B는 고정자(51A, 51B)의 길이방향을 따라 연장되는 가이드레일, 53A, 53B는 고정자(51A, 51B)에 간격을 통해서 대향하는 이동자이다. 54A, 54B는 이동자(53A, 53B)에 고정된 이동부로서, 가이드 레일(52A, 52B)을 따라 이동할 수 있도록 되어 있다. 6A, 6B는 이동부(54A, 54B)에 고정된 홀딩부로서, 각각 척(4A, 4B)을 고정하고 있다.
또한, 홀딩부(6B)는 척(4A, 4B)에 홀딩된 기판(WA, WB)이 서로 상하방향으로 간격을 두고 겹치도록 거의 ㄷ자 형상으로 형성되어, 기판(WA, WB)이 간섭하지 않도록 되어 있다.
이와 같은 구성에 의해, 리니어모터(5A, 5B)를 구동함으로써 척(4A, 4B)에 홀딩된 기판(WA, WB)을 이동할 수 있다.
이 때, 이동부(54A, 54B) 및 홀딩부(6A, 6B)는 단순한 구조로 할 수 있으므로, 이동부분의 강성을 용이하게 높일 수 있고, 반송중의 기판(WA, WB)의 진동을 방지할 수 있다.
도 7은, 본 발명의 제5 실시예를 나타내는 정단면도이고, 도 8은 그 평면도이다.
제5 실시예는 상기 제4 실시예에서 설명한 리니어모터를 3개 사용한 것이다.
즉, 5A, 5B, 5C는 선회베이스부(2)의 상면에 고정한 서로 평행하게 수평방향으로 연장되는 세 개의 리니어모터, 51A, 51B, 51C는 고정자, 52A, 52B, 52C는 고정자(51A, 51B, 51C)의 길이방향을 따라 연장되는 가이드레일, 53A, 53B, 53C는 고정자(51A, 51B, 51C)에 간격을 통해서 대향하는 이동자이다. 54A, 54B, 54C는 이동자(53A, 53B, 53C)에 고정된 이동부로서, 가이드레일(52A, 52B, 52C)을 따라 이동할 수 있도록 되어 있다. 6A, 6B, 6C는 이동부(54A, 54B, 54C)에 고정된 홀딩부로서, 각각 척(4A, 4B, 4C)를 고정하고 있다.
또한, 홀딩부(6B, 6C)는 척(4A, 4B, 4C)에 의해 홀딩된 기판(WA, WB, WC)이 서로 상하방향으로 간격을 두고 겹치도록 거의 ㄷ자 형상으로 형성되어, 기판(WA, WB, WC)이 서로 간섭하지 않도록 되어 있다.
이와 같은 구성에 의해, 리니어모터(5A, 5B, 5C)를 구동함으로써, 척(4A, 4B, 4C)에 홀딩된 기판(WA, WB, WC)을 이동할 수 있다.
이 때, 이동부(54A, 54B, 54C) 및 홀딩부(6A, 6B, 6C)는 단순한 구조로 할 수 있으므로, 이동부분의 강성을 용이하게 높일 수 있고, 마찬가지로 반송중인 기판(WA, WB, WC)의 진동을 방지할 수 있다.
상기 제3 실시예에서는 세 개의 리니어모터를 사용한 예에 대하여 설명하였으나, 척에 홀딩된 기판이 간섭하지 않도록 홀딩부를 형성할 수 있다면, 세 개에 한정될 필요없이 4개 이상의 리니어모터를 사용할 수 있다.
따라서, 이러한 경우에는 소형으로 다수의 기판을 동시에 반송할 수 있다.
도 9는, 본 발명의 제6 실시예를 나타내는 정단면도이고, 도 10은 그 측면도이다.
제5 실시예는 상기 제4 실시예에서 설명한 리니어모터(5A, 5B, 5C)를 수직방향으로 겹치도록 배열한 것이다.
이에 따라, 홀딩부(6A, 6B, 6C)를 이동부(54A, 54B, 54C)로부터 수평방향으로 연장되는 동일형상의 막대모양으로 할 수 있고, 홀딩부(6A, 6B, 6C)의 강성을 높임과 동시에, 부품의 제조가 용이해진다.
도 11은, 본 발명의 제7 실시예를 나타내는 정단면도이고, 도 12는 그 평면도이다.
도 7 실시예는 상기 제5 실시예에서 직선이동장치로서 사용한 리니어모터 대신 타이밍벨트를 이용한 것이다.
즉, 7A, 7B, 7C는 선회베이스부(2)의 상면에 고정한 서로 평행하게 수평방향으로 연장되는 세 개의 벨트 이동장치, 71A, 71B, 71C는 벨트이동장치(7A, 7B, 7C)의 일단에 마련된 모터내장 풀리, 72A, 72B, 72C는 벨트이동장치(7A, 7B, 7C)의 타단에 마련된 풀리, 73A, 73B, 73C는 모터내장 풀리(71A, 71B, 71C) 및 풀리(72A, 72B, 72C)에 감겨진 타이밍벨트이다.
74A, 74B, 74C는 벨트이동장치(7A, 7B, 7C)의 길이방향을 따라 연장되는 가이드레일이고, 75A, 75B, 75C는 타이밍벨트(73A, 73B, 73C)에 고정된 이동부로서, 가이드레일(74A, 74B, 74C)을 따라 이동할 수 있도록 되어 있다. 8A, 8B, 8C는 이동부(75A, 75B, 75C)에 고정된 홀딩부로서, 각각 척(4A, 4B, 4C)을 고정하고 있다.
또한, 홀딩부(8B, 8C)는 척(4A, 4B, 4C)에 의해 홀딩된 기판(WA, WB, WC)이 서로 상하방향으로 간격을 두고 겹치도록 거의 ㄷ자의 형상으로 형성되어, 기판(WA, WB, WC)이 서로 간섭하지 않도록 되어 있다.
이와 같은 구성에 의해, 벨트이동장치(7A, 7B, 7C)의 모터내장 풀리(71A, 71B, 71C)를 구동함으로써, 타이밍벨트(73A, 73B, 73C), 이동부(75A, 75B, 75C) 및 홀딩부(8A, 8B, 8C)를 통해 척(4A, 4B, 4C)에 홀딩된 기판(WA, WB, WC)을 이동할 수 있다.
이 때, 이동부(75A, 75B, 75C) 및 홀딩부(8A, 8B, 8C)는 단순한 구조로 할 수 있으므로, 이동부분의 강성을 용이하게 높일 수 있고, 마찬가지로 반송중인 기판(WA, WB, WC)의 진동을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제7 실시예에서는 복수의 벨트장치를 수평방향으로 나란히 배열한 예에 대하여 설명하였으나, 상기 제6 실시예와 마찬가지로 수직방향으로 겹치도록 배열하여도 좋다.
또한, 상기 제7 실시예에서는 세 개의 벨트이동장치를 사용한 예에 대하여 설명하였으나, 척에 홀딩된 기판이 간섭하지 않도록 홀딩부를 형성할 수 있다면, 세 개에 한정될 필요없이 네 개 이상의 벨트이동장치를 사용할 수도 있다.
따라서, 이러한 경우에는 소형으로 다수의 기판을 동시에 반송할 수 있다.
또한, 직선이동장치는 리니어모터나 벨트이동장치에 한정되지 않으며, 압력유체에 의해 피스톤이 직선이동하는 실린더를 사용할 수도 있다.
본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 기판을 반송하는 기판반송용 로봇을 제조, 제공하는 분야에 이용할 수 있다.

Claims (10)

  1. 베이스상에 선회할 수 있도록 배치한 선회베이스부와, 상기 선회베이스부상에 마련한 제1 아암, 제2 아암 및 제3 아암으로 이루어진 수평방향으로 신축할 수 있는 두 개의 서로 좌우대칭으로 배치된 로봇 아암, 및 상기 제3 아암에 고정된 척을 구비한 기판반송용 로봇에 있어서,
    어느 한쪽의 상기 로봇 아암은 상기 제2 아암의 하면을 다른 한쪽의 상기 로봇 아암의 제3 아암상에 척에 홀딩된 기판의 상면보다 높아지도록 배치된 것을 특징으로 하는 기판반송용 로봇.
  2. 제 1항에 있어서, 한쪽의 상기 로봇 아암은 상기 제2 아암을 다른 한쪽의 상기 로봇 아암의 제1 아암과 상기 제2 아암과의 사이의 높이의 위치에 배치한 것을 특징으로 하는 기판반송용 로봇.
  3. 제 1항에 있어서, 어느 한쪽의 상기 로봇 아암은 상기 제1 아암을 다른 한쪽의 상기 로봇 아암의 제2 아암과 같은 높이로 배치한 것을 특징으로 하는 기판반송용 로봇.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 어느 한쪽의 상기 로봇 아암은 상기 제3 아암을 상기 제2 아암의 상방에 배치하고, 다른 한쪽의 상기 로봇 아암은 상기 제3 아암을 상기 한쪽의 로봇 아암의 제3 아암에 대향하도록 상기 제2 아암의 하방에 배치한 것을 특징으로 하는 기판반송용 로봇 .
  5. 베이스상에 선회할 수 있도록 배치한 선회베이스부와, 상기 선회베이스부상에 수평방향으로 연장되는 직선이동장치와, 상기 직선이동장치의 이동부에 고정된 홀딩부, 및 상기 홀딩부에 고정된 척을 구비한 기판반송용 로봇에 있어서,
    상기 직선이동장치는, 복수개 서로 평행하게 배치되고, 각각의 상기 홀딩부를 상기 척에 홀딩된 기판이 서로 간섭하지 않는 위치에 배치한 것을 특징으로 하는 기판반송용 로봇.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 직선이동장치는, 상기 이동부를 구동하는 리니어모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판반송용 로봇.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 직선이동장치는, 상기 이동부를 구동하는 벨트이동장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판반송용 로봇.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 직선이동장치는, 상기 이동부를 구동하는 실린더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판반송용 로봇.
  9. 제 5항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 직선이동장치는, 상기 선회베이스부상에 수평방향으로 나란히 배열한 것을 특징으로 하는 기판반송용 로봇.
  10. 제 5항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 직선이동장치는, 상기 선회베이스부상에 수직방향으로 겹치도록 배열한 것을 특징으로 하는 기판반송용 로봇.
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