KR20130093021A

KR20130093021A - 반송 장치

Info

Publication number: KR20130093021A
Application number: KR1020130010597A
Authority: KR
Inventors: 마사토시 후루이치; 가즈노리 히노
Original assignee: 가부시키가이샤 야스카와덴키
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2013-08-21
Also published as: US20130209201A1; CN103247557A; TW201347074A; JP2013165241A

Abstract

실시예에 따른 반송 장치는, 외부와 연통하는 복수의 연통 구멍이 마련된 반송실과, 반송실 내에 배치된 다관절 로봇과, 다관절 로봇의 적어도 아암부를 반송실의 단변 방향으로 선형 이동하게 하는 선형 이동 기구를 포함한다. 다관절 로봇의 아암부의 기단부는 아암 스핀들을 거쳐서 베이스 상에 수평 회전 가능하게 마련되어 있고, 아암부의 선단부에는 연통 구멍을 거쳐서 출납되는 기판을 보지하는 핸드가 수평 회전 가능하게 마련되어 있다.

Description

반송 장치{CARRIER DEVICE}

본 명세서에 개시된 실시예는 반송 장치에 관한 것이다.

종래, 반도체 웨이퍼나 액정 패널용의 기판을 반송하는 다관절형의 반송 로봇을, EFEM(Equipment Front End Module)으로 불리는 반송실 내에 배치한 반송 장치가 알려져 있다.

종래의 반송 장치에 있어서의 반송실은 벽체에 의해 둘러싸여 대략 직육면체의 형상을 갖는다. 주위 벽의 일부를 구성하는 장변 벽체에는 외부와 연통하는 복수의 연통 구멍이 마련되어 있다. 기판의 수납 용기 및 기판의 처리실이 연통 구멍을 거쳐서 서로 연통되어 있다.

반송실 내에 배치되는 다관절 로봇은, 통상, 반송실의 일 측벽에 근접하여 설치되어 있다. 여기서, 일반적인 다관절 로봇은, 베이스 상에 제 1 스핀들을 거쳐서 기단부가 연결된 제 1 아암과, 제 1 아암의 선단부에 제 2 스핀들을 거쳐서 기단부가 연결되며, 선단부에 핸드가 마련된 제 2 아암을 구비하는 아암부를 포함한다. 다관절 로봇이 아암부와 핸드를 구동하여, 수납 용기나 처리실에 핸드를 액세스시키고 있다.

이러한 종래 기술은 예컨대 일본 특허 공개 제 2008-28134 호 공보에 개시된 바와 같이 공지되어 있다.

그러나, 종래의 반송 장치에서는 제 1 아암의 선회 중심에 가까운 위치의 수납 용기나 처리실에 핸드를 액세스하려고 하면, 그 거리가 짧기 때문에, 제 1 스핀들 주위의 각속도가 커져 버린다. 그 때문에, 제 1 아암의 선회 중심에 가까운 위치로 핸드를 이동하는 경우는 선회 속도를 억제해야만 하여, 결과적으로, 반송 장치에 의해 반송될 시트의 수(스루풋)가 증가하지 않게 된다.

본 발명은 상기한 문제의 관점에서 이루어진 것으로서, 반송될 시트의 수(스루풋)의 향상에 기여할 수 있는 반송 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

실시예의 일 태양에 따른 반송 장치는, 외부와 연통하는 복수의 연통 구멍이 마련된 반송실과, 반송실 내에 배치된 다관절 로봇과, 다관절 로봇의 적어도 아암부를 반송실의 단변 방향(short side direction)으로 선형 이동하게 하는 선형 이동 기구를 포함한다. 반송실은, 벽체에 의해 둘러싸인 대략 직육면체의 기판 반송 공간을 갖고, 주위 벽의 장변 벽체에 형성되는 복수의 연통 구멍을 포함한다. 다관절 로봇의 아암부의 기단부는 아암 스핀들을 거쳐서 베이스 상에 수평 회전 가능하게 마련되어 있고, 아암부의 선단부에는 연통 구멍을 거쳐서 출납되는 기판을 보지하는 핸드가 수평 회전 가능하게 마련되어 있다.

실시예의 일 태양에 의하면, 반송 장치에 의해 반송될 시트의 수(스루풋)의 향상에 기여할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 반송 장치의 개략 평면도,
도 2는 반송 장치의 개략 측면도,
도 3은 반송 장치에 포함된 다관절 로봇의 개략 설명도,
도 4는 반송 장치의 블록도,
도 5a 및 도 5b는 반송 장치의 반송 동작의 일 예를 도시하는 개략 설명도,
도 6은 반송 장치에 의해 실행되는 기판 반송 순서의 일 예를 도시하는 개략 설명도,
도 7은 비교예에 따른 반송 장치에 의해 실행되는 기판 반송 순서의 일 예를 도시하는 개략 설명도,
도 8은 반송 장치에 포함된 다관절 로봇의 자세의 일 예를 도시하는 개략 설명도,
도 9는 다른 실시예에 따른 반송 장치에 포함된 다관절 로봇의 개략 설명도.

본 발명에 대한 보다 완전한 인식이나 그에 따르는 이점은 이하의 발명의 상세한 설명을 첨부 도면과 대조하여 읽으면 용이하게 이해할 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본원의 실시예에 따른 반송 장치를 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 개시된 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

우선, 일 실시예에 따른 반송 장치(1)에 대하여 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다. 도 1은 본 실시예에 따른 반송 장치(10)의 개략 평면도이다. 도 2는 반송 장치(10)의 개략 측면도이다. 도 3은 반송 장치(10)에 포함된 다관절 로봇(2)의 개략 설명도이다. 도 4는 반송 장치(10)의 블록도이다.

도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 반송 장치(10)는, 외부와 연통하는 복수의 연통 구멍(11)가 마련된 반송실(1)과, 반송실(1) 내에 배치되어, 반도체 웨이퍼나 액정 패널용의 기판(4)을 반송할 수 있는 다관절 로봇을 포함한다.

반송실(1)은 일반적으로 EFEM(Equipment Front End Module)이라 불리는 국소 클린 룸이며, 벽체에 의해 둘러싸인 대략 직육면체의 기판 반송 공간(170)을 갖는다. 벽체는 제 1 장변 벽체(110), 제 2 장변 벽체(120), 제 1 단변 벽체(130), 제 2 단변 벽체(140), 천정 벽체(150) 및 마루 벽체(160)로 구성된다. 여기서, 제 1 장변 벽체(110), 제 2 장변 벽체(120), 제 1 단변 벽체(130) 및 제 2 단변 벽체(140)는 주위 벽(peripheral walls)으로 지칭될 수도 있다. 또한, 마루 벽체(160)의 하단에는 반송실(1)을 설치면(100) 상에서 지지하는 레그(180)가 마련되어 있다.

반송실(1)은, 천정 벽체(150)의 내측에, 기체를 정화하는 필터를 수납한 필터 유닛(190)을 제공한다. 반송실(1)은 외부와 차단된 상태에서, 필터 유닛(190)에 의해 정화되어 다운 플로우 되는 청정 기류에 의해 내부를 클리닝하고 있다.

복수의 연통 구멍(11)은 반송실(1)의 주위 벽의 일부를 구성하는 제 1 및 제 2 장변 벽체(110, 120)에 일렬로 마련되어 있다.

본 실시예에서는, 제 1 장변 벽체(110)에 소정의 간격을 두고 형성된 2개의 연통 구멍(11)에, FOUP(Front-Opening Unified Pod)라 불리며 웨이퍼 등의 기판(4)을 다단으로 수용할 수 있는 수납 용기(3)가 장착되어 있다.

또한, 제 2 장변 벽체(120)에 형성된 3개의 연통 구멍(11)에는, 예컨대, CVD(Chemical Vapor Deposition), 노광, 에칭, 에싱과 같은 소정의 처리를 기판(4)에 대하여 실행하는 처리실(5)이 장착되어 있다. 여기에서, 본 발명은 중앙의 처리실(5)이 양쪽의 처리실(5)보다 깊은 구성으로 되어 있다.

수납 용기(3) 및 처리실(5)은 셔터(도시하지 않음)와 같은 개폐 부재를 거쳐서 연통 구멍(11)에 장착되어 있다. 이러한 개폐 부재를 구동하는 개폐 기구(7)(도 4 참조)가, 수납 용기(3)를 보지하는 수납 용기 테이블(30) 및 처리실(5)을 보지하는 처리실 테이블(50)의 내부에 마련되어 있다.

다관절 로봇(2)은 기판(4)을 보지하는 핸드(23)를 마련한 아암부(200)를 포함한다. 아암부(200)의 기단부는 제 1 아암 스핀들(210)을 거쳐서 베이스(20) 상에 수평 회전 가능하게 마련되어 있으며, 아암부(200)의 선단부에는 핸드(23)가 수평 회전 가능하게 마련되어 있다(이하,"수평 회전"은 "선회"로 표현될 수도 있음). 또한, 핸드(23)의 구조로서는, 본 실시예에서와 같이 포크 형상을 채용함으로써 기판(4)을 탑재하여 반송 가능하게 하는 것 이외에, 핸드가 기판(4)을 흡착할 수 있는 구조, 또는 핸드가 기판(4)을 파지 가능한 구조로 할 수도 있다.

아암부(200)를 지지하는 기둥 형상의 제 1 아암 스핀들(210)은 베이스(20)의 상부에 마련된 아암 지지 유닛(24)으로부터 상방으로 돌출하도록 마련되어 있으며, 베이스(20) 내에 배치된 승강 기구(250)에 의해 승강 가능하도록 마련되어 있다. 이러한 구성에 의해, 다관절 로봇(2)은 아암부(200)를 적절히 승강 및 선회시켜서, 연통 구멍(11)을 통해 기판(4)을 출납하는 동시에 보지된 기판(4)을 소망하는 위치로 반송할 수 있다.

즉, 다관절 로봇(2)은, 기단부가 제 1 아암 스핀들(210)을 거쳐서 베이스(20) 상에 선회 가능하게 마련되는 동시에, 선단부에는 연통 구멍(11)을 거쳐서 출납되는 기판(4)을 보지하는 핸드(23)가 선회 가능하게 마련되는 아암부(200)를 포함한다.

아암부(200)는 제 1 아암(21)과 제 2 아암(22)을 포함한다. 즉, 아암부(200)는, 제 1 아암(21)의 기단부가 제 1 아암 스핀들(210)을 거쳐서 베이스(201)에 연결되고, 제 1 아암(21)의 선단부에는 제 2 아암 스핀들(220)을 거쳐서 제 2 아암(22)의 기단부가 연결되는 구조를 갖는다.

제 2 아암(22)의 선단부에는 핸드 스핀들(230)을 거쳐서 핸드(23)의 기단부가 선회 가능하게 연결되어 있다. 또한, 제 1 아암 스핀들(210), 제 2 아암 스핀들(220) 및 핸드 스핀들(230)의 각각은 모터, 감속기 등을 포함하는 선회 기구(도시하지 않음)에 연결되어 있다.

여기서, 본 실시예에 따른 다관절 로봇(2)은 제 1 아암(21), 제 2 아암(22) 및 핸드(23)를 포함하는 1개의 아암부(200)를 갖는 1-아암 로봇인 것으로 가정한다. 그러나, 본 실시예는 이에 한정되지 않는다. 다관절 로봇(2)은 2개의 아암부(200)를 갖는 2-아암 로봇일 수도 있으며, 3개 이상의 아암부(200)를 갖는 로봇일 수도 있다.

또한, 2-아암 로봇은 한쪽의 아암부(200)를 사용하여 소정의 연통 구멍(11)을 거쳐서 기판(4)을 취출하면서 다른 쪽의 아암부(200)를 사용하여 해당 연통 구멍(11)을 거쳐서 새로운 기판(4)을 반입하는 것에 의해 2개의 작업을 함께 동시에 실행할 수도 있다.

본 실시예에 따른 다관절 로봇(2)은 단일의 핸드(23)를 갖는 것으로 설명하였다. 그러나, 다관절 로봇(2)은 제 2 아암(22)의 선단부에 복수의 핸드(23)가 마련된 구성으로 할 수도 있다.

본 실시예에 따른 반송 장치(10)의 특징적인 구성은 다관절 로봇(2)의 적어도 아암부(200)를 반송실(1)의 단변 방향으로 선형 이동시킬 수 있는 선형 이동 기구(6)를 포함하는 점이다.

도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 따른 선형 이동 기구(6)는, 반송실(1)의 마루 벽체(160)의 실질적인 중심에 배치되며 리니어 액추에이터로서 작동하는 유압 실린더(61)를 포함한다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 유압 실린더(61)의 피스톤 로드(610)는 다관절 로봇(2)의 베이스(20)의 하면 중심에 장착된 연결 어댑터(620)에 연결되어 있다. 즉, 다관절 로봇(2)은 유압 실린더(61)의 구동에 의해 베이스(20)와 함께 이동하게 된다. 또한, 유압 실린더(61)는 케이싱(630) 내에 배치되어 있다.

또한, 평면에서 보았을 때 대략 직사각형 형상의 반송실(1)의 실질적인 중심에는 트랙(60)이 반송실(1)을 횡단하도록 마련되어 있다. 다관절 로봇(2)의 베이스(20)의 하면에 연결된 연결 어댑터(620)가 이 트랙(60)을 따라 선형으로 이동한다.

이러한 구성에 의해, 다관절 로봇(2)은, 제 1 장변 벽체(110)에 근접한 제 1 작업 위치(도 1 참조) 또는 제 2 장변 벽체(120)에 근접한 제 2 작업 위치(도 2 참조) 중 어느 하나로 선택적으로 선형 이동할 수 있다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 본 실시예에 따른 반송 장치(10)는 아암부(200)의 회전 동작을 포함하는 다관절 로봇의 동작 제어 및 선형 이동 기구(6)의 동작 제어를 실행하는 제어 장치를 구비하고 있다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 제어 장치(8)는 통신 I/F(인터페이스; 81)와, 제어 유닛(82)과, 기억 유닛(83)과, 지시 유닛(84)을 포함한다.

다관절 로봇(2)의 각 구동계, 다관절 로봇(2)을 선형으로 이동시키는 리니어 액추에이터를 포함하는 선형 이동 기구(6), 그리고, 수납 용기(3) 및 처리실(5)의 개폐 부재를 구동하는 개폐 기구(7)가 제어 장치(8)에 접속되어 있다. 또한, 제어 장치에는 후술하는 상위 장치(9)가 통신 I/F(81)를 거쳐서 접속되어 있다.

여기서, 통신 I/F(81)는, 제어 장치(8)와 상위 장치(9) 사이에 통신 데이터의 송수신을 실행하는 장치이다. 예컨대, 기억 유닛(83)에 기억되는 각종 프로그램의 업데이트를 실행하기 위해서, 통신 I/F(81)는 상위 장치(9)로부터 적절한 데이터를 받을 수 있다.

기억 유닛(83)은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory) 및 하드 디스크와 같은 장치이다. 기억 유닛(83)은 다관절 로봇(2), 선형 이동 기구(6) 및 개폐 기구(7)의 구동 프로그램을 기억한다.

본 실시예에 따른 반송 장치(10)에서는, 제 1 작업 위치에 따른 프로그램과 제 2 작업 위치에 따른 프로그램이 다관절 로봇(2)의 구동 프로그램으로서 기억되어 있다.

제어 유닛(82)은 중앙 처리 장치(CPU) 등의 연산 장치를 포함한다. 제어 유닛(82)은 기억 유닛(83)에 기억된 구동 프로그램에 따라서 다관절 로봇(2) 및 선형 이동 기구(6) 또는 개폐 기구(7)에 대한 구동 신호를 지시 유닛(84)을 거쳐서 출력한다. 일반적으로, 개폐 기구(7)에 대한 구동 신호는 상위 장치(9)로부터 출력된다.

또한, 제어 유닛(82)은 다관절 로봇(2)의 베이스(20) 및 아암부(200)에서의 소정의 기준점의 위치를 산출하고, 또한, 기준점에 근거하여 수납 용기(3)나 처리실(5)까지의 핸드(23)의 이동 거리의 산출 처리를 실행한다.

본 실시예에 따른 다관절 로봇(2)에서는, 제 1 아암 스핀들(210), 제 2 아암 스핀들(220) 및 핸드 스핀들(230)의 중심과 핸드(23)에 탑재된 기판(4)의 중심이 아암부(200)의 기준점으로서 사용된다. 베이스(20)의 기준점으로서는 베이스(20)의 하면 중심이 사용된다.

상술한 바와 같이, 제어 유닛(82)은 다관절 로봇(2)의 움직임을 제어하기 위해서, 다관절 로봇(2)의 위치 정보를 산출하여 이것을 관리한다.

그리고, 제어 유닛(82)은 산출 결과에 근거하여 선형 이동 기구(6)를 제어함으로써, 기판(4)을 소망하는 위치까지 최단 시간 내에 반송할 수 있도록, 필요에 따라서, 다관절 로봇(2)을 제 1 작업 위치(도 1 참조) 및 제 2 작업 위치(도 2 참조) 중 어느 하나로 선택적으로 이동시킨다.

도 5a 및 도 5b는 반송 장치(10)의 반송 동작의 일 예를 도시하는 개략 설명도이다. 예컨대, 본 실시예의 반송 장치(10)에는 3개의 처리실(5)이 마련되어 있다. 상술한 바와 같이, 중앙의 처리실(5)이 양쪽의 처리실(5)보다 깊다.

중앙의 처리실(5)에서, 도 5a의 위치로부터 도 5b에 도시된 바와 같은 보다 안쪽의 위치까지 기판(4)을 반송해야만 하는 경우가 있다. 그러나, 그와 같은 경우라도, 본 실시예의 반송 장치(10)에 의하면, 선형 이동 기구(6)를 구동함으로써, 기판(4)을 더욱 안쪽까지 반송하는 것이 가능해진다.

즉, 아암부(20)의 자세를 변경하지 않으면서 다관절 로봇(2)을 제 1 작업 위치(도 5a)로부터 제 2 작업 위치(도 5b)로 이동시키는 것에 의해, 간단한 제어로 소망하는 깊이 방향으로 기판(4)을 반송할 수 있다.

제 2 작업 위치에서 아암부(200)의 구동을 제어함으로써 제 1 아암(2l), 제 2 아암(22) 및 핸드(23)가 일직선의 자세를 취하면, 보다 더 깊은 위치까지 기판(4)을 반송할 수 있다.

또한, 제어 유닛(82)은 수납 용기(3) 또는 처리실(5)로의 핸드(23)의 액세스 위치와 다관절 로봇(2)의 현재 위치를 근거로 기판(4)을 최단 시간에 반송시키기 위해 유리한 위치가 제 1 작업 위치와 제 2 작업 위치 중 어느 위치인지를 판단할 수 있다.

즉, 판단 결정에 근거하여, 다관절 로봇(2)은 현재 위치(제 1 작업 위치 또는 제 2 작업 위치)에 유지될 수도 있고, 유리한 위치(제 2 작업 위치 또는 제 1 작업 위치)로 이동될 수도 있다.

그리고, 제어 유닛(82)은 제 1 작업 위치 또는 제 2 작업 위치에 대응하는 구동 프로그램에 따라서 아암부(200)를 구동함으로써 기판(4)의 반송 처리를 실행한다.

즉, 본 실시예에 따른 반송 장치(10)의 제어 장치(8)는 선형 이동 기구(6)에 의해 이동된 아암부(200)의 위치에 따라 제 1 아암(21) 및 제 2 아암(22) 중 하나 또는 양쪽 모두의 회전 동작을 제어할 수 있다.

기준점의 위치를 산출하기 위해서, 반송 장치(10)는 베이스(20)의 기준점 및 아암부(200)의 기준점의 위치를 검지하는 센서를 포함할 수도 있다.

본 실시예에 따른 반송 장치(10)는 상술한 구성으로 했기 때문에, 다관절 로봇(2)을 최적 위치로 이동시킨 상태에서 기판(4)의 반송 처리를 실행할 수 있다.

그러므로, 핸드(23)가 제 1 아암(21)의 선회 중심인 제 1 아암 스핀들(210)에 근접한 수납 용기(3) 또는 처리실(5)에 액세스하는 경우라도, 다관절 로봇(2)을 단변 방향으로 이동시켜서 그 수납 용기(3) 또는 처리실(5)로부터 멀어지게 함으로써, 아암부(200)의 선회 속도가 억제되지 않을 수도 있다. 그 결과, 반송 장치(10)의 스루풋, 즉, 반송될 기판(4)의 수의 향상에 기여할 수 있다.

여기서, 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 실시예에 따른 반송 장치(10)에 의해 실행되는 기판 반송 순서의 유리한 점에 대하여 설명한다. 반송 처리는 예컨대, 도 6의 (a) 내지 (h) 및 도 7의 (a) 내지 (h)의 순서로 실행된다. 또한, 이러한 반송 처리는, 예컨대, 상위 장치(9)로부터의 지시에 따라서 실행된다.

도 6은 본 실시예에 따른 반송 장치(10)에 의해 실행되는 기판 반송 순서의 일 예를 도시하는 개략 설명도이다. 반송 장치(10)는 반송실(1)에 트랙(60)이 형성된 선형 이동 기구(6)를 포함하여, 다관절 로봇(2)을 반송실(1)의 단변 방향으로 이동하게 한다. 도 7은 비교예에 따른 반송 장치에 의해 실행되는 기판 반송 순서의 일 예를 도시하는 개략 설명도이다. 반송 장치는 반송실(1A) 내에 다관절 로봇(2A)이 고정된 구성으로 되어 있다.

도 6 및 도 7에서는 도면의 좌측 상단에 위치하는 처리실(5, 5A)로부터 도면의 우측 하단에 위치하는 수납 용기(3, 3A)로 기판을 반송하는 경우로 하고 있다. 또한, 도 7의 비교예에 따른 반송 장치에 있어서 본 실시예에 따른 반송 장치(10)의 구성요소와 동일한 요소에 대해서는, 반송 장치(10)의 구성요소를 나타내는 도면부호에 A를 붙여 나타내거나, 도면부호를 생략했다. 도 6 및 도 7에 있어서는, 편의상, 반송되는 기판의 도시를 생략하는 동시에, 상세한 구성요소에 관한 도면부호의 표기를 생략했다. 도 6에 도시된 반송 장치(10)의 구성은 도 1 및 도 2의 반송 장치의 구성과 동일하다.

도 6의 (a)에 도시하는 바와 같이, 다관절 로봇(2)은 제 1 작업 위치에 위치되어 있다. 소정의 기판 처리가 종료되면, 본 실시예에 따른 반송 장치(10)의 다관절 로봇(2)이 아암부(200)를 구동하여 핸드(23)를 처리실(5)에 액세스하게 하며, 처리된 기판(4)을 보지한다. 이때, 핸드(23)는 처리실(5)에 정면으로 마주하는 자세를 취하고 있고, 제 1 및 제 2 아암(21, 22)은 대략 직선으로 연장되며, 아암부(200)는 기다란 상태가 되어 있다.

다음에, 다관절 로봇(2)은 제 1 및 제 2 아암부(21, 22)를 제 1 및 제 2 아암 스핀들(210, 220) 주위로 적절히 회전시켜서, 아암부(200)를 도 6의 (b)에 도시된 자세로 하며, 그에 따라 핸드(23)가 당겨져서 처리실(5)로부터 기판 반송 공간(170) 내로 이동한다.

다음에, 도 6의 (c)에 도시하는 바와 같이, 핸드(23)가 핸드축(230) 주위로 회전하여 제 1 아암(21)과 중첩된다. 이때, 아암부(200)는 여전히 비교적 기다란 상태이다.

그리고, 도 6의 (d)에 도시하는 바와 같이, 반송 장치는 자세의 변화 없이 선형 이동 기구(6)를 구동하여, 다관절 로봇(2)을 트랙(60)를 따라 제 2 작업 위치까지 이동시킨다.

그리고, 도 6의 (e)에 도시하는 바와 같이, 반송 장치는 제 1 및 제 2 아암(21, 22)을 제 1 및 제 2 아암 스핀들(210, 220) 주위로 적절히 회전시키고, 제 2 아암 스핀들(220)을 반송실(1)의 제 1 장변 벽체(110) 근처에 위치시킨다. 이때, 아암부(2)는 줄어든 상태가 된다.

다음에, 반송 장치는 제 1 아암(21)을 제 1 아암 스핀들(210) 주위로 회전시켜서, 아암부(200)를, 도 6의 (f)에 도시하는 바와 같이, 자세 변화 없이 제 2 단변 벽체측으로부터 제 1 단변 벽체측으로 평행 이동시킨다.

다음에, 도 6의 (g)에 도시하는 바와 같이, 반송 장치는 제 1 및 제 2 아암부(21, 22)를 제 1 및 제 2 아암 스핀들(210, 220) 주위로 적절히 회전시켜서, 아암부(200)가 연장되게 하는 동시에, 핸드(23)가 수납 용기(3)에 정면으로 마주하는 자세를 취하게 한다.

그리고, 도 6의 (h)에 도시하는 바와 같이, 반송 장치는 제 2 아암(22)을 제 2 아암 스핀들(220) 주위로 회전시키는 동시에, 핸드(23)를 핸드 스핀들(230) 주위로 회전시키면서 핸드(23)를 수납 용기(3) 내에 삽입하여, 기판(4)을 격납한다. 이때, 아암부(200)의 자세는 도 6의 (a)에 도시된 자세와 대칭이다.

즉, 아암부(200)를 구성하는 제 1 및 제 2 아암(21, 22)과 핸드(23)를 구동하는 선회 기구(도시하지 않음)의 움직임은, 도면의 좌측 상단에 위치하는 처리실(5)에 핸드(23)를 액세스시키는 경우 및 도면의 우측 하단에 위치하는 수납 용기(3)에 핸드(23)를 액세스시키는 경우에 동일하다. 따라서, 이러한 선회 기구에 의해 구동되는 아암부(200)의 위치 정밀도가 대략 일정하다.

한편, 비교예에 따른 반송 장치가 도면의 좌측 상단에 위치하는 처리실(5A)로부터 도면의 우측 하단에 위치하는 수납 용기(3A)로 기판을 반송하는 경우, 다관절 로봇(2A)은 이하와 같은 거동을 나타낸다.

즉, 도 7의 (a) 및 (b)에서의 다관절 로봇(2A)은 본 실시예에 따른 다관절 로봇(2)과 동일한 동작을 실행한다. 그러나, 핸드가 당겨져서 처리실(5A)로부터 기판 반송 공간(170) 내로 이동된 후, 반송 장치는 제 1 및 제 2 아암을 제 1 및 제 2 아암 스핀들 주위로 크게 회전시켜서, 도 7의 (c)에 도시하는 바와 같이, 아암부(200A)를 수축시킨 상태로 한다.

그리고, 반송 장치는 제 1 아암을 제 1 스핀들 주위로 회전시켜서, 아암부(200A)를, 도 7의 (d)에 도시하는 바와 같이, 자세 변화 없이 제 2 단변 벽체측으로부터 제 1 단변 벽체측으로 평행 이동시킨다.

다음에, 도 7의 (e)에 도시하는 바와 같이, 반송 장치는 제 1 및 제 2 아암을 제 1 및 제 2 아암 스핀들 주위로 적절히 회전시켜서, 아암부(200A)를 연장시킨 상태로 한다.

그리고, 도 7의 (f)에 도시하는 바와 같이, 반송 장치는 제 1 아암을 제 1 아암 스핀들 주위로 회전시켜서 제 2 아암 스핀들을 반송실(1A)의 제 2 장변 벽체 근처에 위치하게 하고, 핸드를 핸드 스핀들 주위로 크게 회전시켜서 수납 용기(3A)를 향하게 한다.

다음에, 도 7의 (g)에 도시하는 바와 같이, 반송 장치는 제 1 및 제 2 아암을 제 1 및 제 2 아암 스핀들 주위로 적절히 회전시켜서, 아암부가 비교적 연장되게 하는 동시에, 핸드가 수납 용기(3A)에 정면으로 마주하는 자세를 취하게 한다.

그리고, 도 7의 (h)에 도시하는 바와 같이, 반송 장치는 제 1 아암을 제 1 아암 스핀들 주위로 회전시키는 동시에 핸드를 핸드 스핀들 주위로 회전시키면서, 핸드를 수납 용기(3A) 내에 삽입하여 기판(4)을 격납한다. 이때, 아암부(200A)의 자세는 도 7의 (a)나 도 6의 (a) 및 (h)에 도시하는 바와 같은 연장된 상태와는 달리 산 형상을 취한다.

즉, 아암부(200A)를 구성하는 제 1 및 제 2 아암과 핸드를 구동하는 선회 기구(도시하지 않음)의 움직임은 도면의 좌측 상단에 위치하는 처리실(5A)에 핸드를 액세스시키는 경우와, 도면의 우측 하단에 위치하는 수납 용기(3A)에 핸드를 액세스시키는 경우가 다르게 된다. 따라서, 선회 기구를 구성하는 기어나 풀리에 감겨 있는 벨트의 움직임에 미묘한 차이가 생길 가능성이 있다. 이러한 선회 기구에 의해 구동되는 아암부(200A)의 위치 정밀도는 본 실시예에 따른 반송 장치(10)에 비하여 낮아질 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 반송 장치(10)는, 서로 대향하도록 마련된 수납 용기(3)나 처리실(5)의 어느 쪽에 핸드(23)를 액세스시키는 경우라도, 다관절 로봇(2)을 단변 방향으로 이동하는 것에 의해, 액세스 자세를 대략 일정하게 유지시킬 수 있다. 따라서, 선회 기구를 구성하는 기어나 풀리에 감겨 있는 벨트의 움직임이 대략 일정하게 되어, 선회 기구에 의해 구동되는 아암부(200)의 위치 정밀도도 일정하게 된다.

상술한 다관절 로봇(2)은 선형 이동 기구(6)의 리니어 액츄에이터로서 유압 실린더(61)를 포함하는 것으로 설명하였다. 다관절 로봇(2)은 에어 실린더를 포함할 수도 있고, 리니어 모터, 서보 모터 등에 연결된 볼 나사 기구를 포함할 수도 있다.

즉, 유압 실린더(61) 또는 에어 실린더에 의해 구동이 실행되면, 다관절 로봇(2)의 작업 위치[적어도 평면에서 본 아암부(200)의 위치]는 제 1 작업 위치 및 제 2 작업 위치 중 어느 하나로 규정된다. 그러나, 리니어 모터, 서보 모터 등에 연결된 볼 나사 기구를 이용하면, 제어 장치(8)는 보다 다양한 위치 제어를 실행할 수 있다.

즉, 제어 장치(8)는 선형 이동 기구(6)를 제어하여, 다관절 로봇(2)의 적어도 아암부(200)를 제 1 장변 벽체(110)에 근접한 제 1 작업 위치와 제 2 장변 벽체(120)에 근접한 제 2 작업 위치 사이의 임의의 위치로 이동시키는 것이 가능해진다.

그와 같은 제어를 실행하는 경우, 제어 장치(8)는 선형 이동 기구(6)와 다관절 로봇(2)의 아암부(200), 즉, 제 1 아암(21), 제 2 아암(22) 및 핸드(23)를 서로 동기되도록 동작시킨다.

도 8은 본 실시예에 따른 다관절 로봇(2)의 자세의 일 예를 도시하는 개략 설명도이다. 다관절 로봇(2)을 선형 이동 기구(6)로 이동시키면서, 아암부(200)의 자세를, 예컨대, 도 1에 도시된 자세로부터 도 8에 도시된 자세로 변화시키는 경우에 대하여 생각해 본다.

도 1에 도시된 다관절 로봇(2)은 제 1 작업 위치에 위치하고 있다. 다관절 로봇의 자세로서는, 제 1 아암(21)의 선단부 및 핸드(23)의 선단부가 베이스(20)보다 전방측, 즉, 제 2 작업 위치측에 있다.

따라서, 자세 변화 없이 선형 이동 기구(6)를 구동하면, 핸드(23)의 선단부가 제 2 장변 벽체(120)에 충돌하기 때문에, 제어 장치(8)는 아암부(200)를 구성하는 제 1 아암(21), 제 2 아암(22) 및 핸드(23)를 동기시키면서 회전시킨다. 그리고, 제어 장치(8)는 그와 동시에 선형 이동 기구(6)에 의한 다관절 로봇(2)의 이동 속도를 제어한다.

즉, 제어 장치(8)는 다관절 로봇(2)을 도 1에 도시하는 상태로부터 도 8에 도시하는 상태로 이동시키는 동안에 아암부(200)의 자세를 적절히 변화시켜서, 아암부(200)가 반송실(1)의 주위 벽과 간섭하는 일이 없도록 아암부(200)의 움직임을 제어한다.

(다른 실시예)

도 9는 다른 실시예에 따른 반송 장치(10)에 포함된 다관절 로봇(2)의 개략 설명도이다. 본 실시예에 있어서, 앞의 실시예와 동일한 기능 및 형태를 갖는 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고 그에 대한 설명을 생략한다.

본 실시예는 도 9에 도시된 다관절 로봇(2)이 선형 이동 기구(6)로서, 아암부(200)에 연결된 리니어 액추에이터를 베이스(20)와 아암부(200) 사이에 포함하고, 아암부(200)만을 이동시키는 구성으로 되어 있다.

본 실시예에서는, 아암부(200)가 승강 불가능한 구성으로 되어 있으며, 아암 스핀들(210)을 선회 가능하게 연결한 아암 지지 유닛(24)이 반송실(1)의 마루 벽체(160) 상에 고정된 베이스(20)에 대하여 독립한 상태로 마련되어 있다. 그리고, 아암 지지 유닛(24)은 베이스(20) 상에 선형 이동 기구(6)를 개재한 상태로 마련되어 있다. 즉, 반송실(1)의 단변 방향으로 연장되는 직육면체 형상의 케이싱(66)에 리니어 액추에이터를 격납한 선형 이동 기구(6)가 베이스(20) 상에 배치되고, 리니어 액추에이터와 아암 지지 유닛(24)가 서로 연결되어 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 있어서, 아암부(200)는 아암부(200)를 지지하는 아암 지지 유닛(24)도 포함하는 것을 의미한다. 리니어 액츄에이터의 구동에 의해, 베이스(20)는 고정된 상태에서, 아암부(200)만이 아암 지지 유닛(24)과 함께 이동하게 된다. 또한, 아암부(200)가 승강 가능한 경우라도, 예컨대, 아암부(200)의 승강량이 작고 승강 기구(250)도 컴팩트한 경우에는, 이러한 승강 기구(250)를 수납한 아암 지지 유닛(24)이 선형 이동 기구(6)를 거쳐서 베이스(20) 상에 배치될 수 있다.

앞의 실시예와 마찬가지로, 유압 실린더, 에어 실린더, 또는 리니어 모터나 서보 모터를 이용한 볼 나사 기구가 리니어 액츄에이터로서 사용된다. 본 실시예에서는, 서보 모터를 포함하는 구동 모터(62)를 이용한 볼 나사 기구가 리니어 액추에이터로서 사용된다.

볼 나사 기구는 케이싱(66)의 길이 방향으로 연장되는 볼 나사 샤프트(63)와, 이 볼 나사 샤프트(63)의 일단에 마련한 풀리(64)와 타이밍 벨트(65)를 거쳐서 연결되는 구동 모터(62)를 포함한다.

그리고, 연결 어댑터(621)의 암나사부가 볼 나사 샤프트(63)에 나사 결합되고, 연결 어댑터(621)와 아암 지지 유닛(24)이 서로 연결되어 있다. 이렇게 하여, 구동 모터(62)에 의해 볼 나사 샤프트(63)를 회전시키면, 아암부(200)가 연결 어댑터(621) 및 아암 지지 유닛(24)을 거쳐서 볼 나사 샤프트(63) 상으로 이동한다. 즉, 베이스(20)는, 예컨대, 제 1 작업 위치에 고정되어 있지만, 제어 장치(8)에 의해 선형 이동 기구(6)를 작동시키면, 아암부(200)가 아암 지지 유닛(24)과 함께 제 1 작업 위치와 제 2 작업 위치 사이의 임의의 위치로 이동한다.

본 실시예에 있어서도, 아암부(20)를 제 1 작업 위치와 제 2 작업 위치 사이에서 이동시키는 간단한 제어에 의해, 기판(4)을 종래보다 먼 위치까지 반송하는 것이 가능하다.

핸드(23)가 제 1 아암(21)의 선회 중심인 제 1 아암 스핀들(210)에 근접한 수납 용기(3) 또는 처리실(5)에 액세스하는 경우라도, 아암부(200)를 단변 방향으로 이동시켜서 멀어지게 할 수 있기 때문에, 아암부(200)의 선회 속도가 억제되지 않을 수도 있다. 즉, 반송 장치(10)에 의해 반송될 기판의 수(스루풋)의 향상에 기여할 수 있다.

또한, 서로 대향하도록 마련된 수납 용기(3) 및 처리실(5)의 어느 하나에 핸드(23)를 액세스시키는 경우라도, 아암부(200)를 단변 방향으로 이동시킴으로써, 아암부(200)의 액세스 자세를 대략 일정하게 할 수 있다. 따라서, 아암부(200)의 선회 기구를 구성하는 기어 및 풀리에 감겨 있는 벨트의 움직임도 대략 일정하게 되며, 그에 따라 아암부(200)의 위치 정밀도도 일정하게 된다.

반송 장치(10)의 다관절 로봇(2)의 구성이나 선형 이동 기구(6)의 구성 및 배치는 상술한 실시예에 한정되지 않는다.

또한, 반송 장치(10)의 반송실(1)의 형상이나 형태, 그리고, 반송실(1)에 연접되는 FOUP로 이루어지는 수납 용기(3) 또는 처리실(5)도 상술한 실시예의 구성에 한정되는 것은 아니다. 이들은, 예컨대, SEMI(Semiconductor Equipment and Materials International) 규격을 기준으로 한 구성이면 적절히 선택될 수 있다.

1 : 반송실 2 : 다관절 로봇
3 : 수납 용기 4 : 기판
5 : 처리실 6 : 선형 이동 기구
7 : 개폐 기구 8 : 제어 장치
9 : 상위 장치 10 : 반송 장치
20 : 베이스 21 : 제 1 아암
22 : 제 2 아암 23 : 핸드
24 : 아암 지지 유닛 200 : 아암부
210 : 제 1 아암 스핀들 220 : 제 2 아암 스핀들
230 : 핸드 스핀들

Claims

반송 장치에 있어서,
벽체에 의해 둘러싸인 대략 직육면체의 기판 반송 공간을 갖고, 외부와 연통하며 주위 벽의 장변 벽체(longitudinal-side walls)에 형성되는 복수의 연통 구멍을 구비한 반송실과,
상기 반송실 내에 배치되고, 아암부를 포함하는 다관절 로봇으로서, 상기 아암부의 기단부는 아암 스핀들(arm spindle)을 거쳐서 베이스 상에 수평 회전 가능하게 마련되고, 상기 아암부의 선단부에는 상기 연통 구멍을 거쳐서 출납되는 기판을 보지하는 핸드가 수평 회전 가능하게 마련되는, 상기 다관절 로봇과,
상기 다관절 로봇의 적어도 상기 아암부를 상기 반송실의 단변 방향(short side direction)으로 선형 이동하게 하는 선형 이동 기구(linear moving mechanism)를 포함하는
반송 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 아암부의 회전 동작을 포함하는 상기 다관절 로봇의 동작 제어 및 상기 선형 이동 기구의 동작 제어를 실행하는 제어 장치를 추가로 포함하는
반송 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제어 장치는 상기 선형 이동 기구를 제어하여, 상기 다관절 로봇의 적어도 상기 아암부를 제 1 장변 벽체에 근접한 제 1 작업 위치 및 제 2 장변 벽체에 근접한 제 2 작업 위치 중 어느 한쪽으로 선택적으로 이동시키는
반송 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제어 장치는 상기 선형 이동 기구를 제어하여, 상기 다관절 로봇의 적어도 상기 아암부를 제 1 장변 벽체에 근접한 제 1 작업 위치 및 제 2 장변 벽체에 근접한 제 2 작업 위치 사이의 임의의 위치로 이동시키는
반송 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 아암부는,
상기 베이스 상에 제 1 스핀들을 거쳐서 기단부가 연결된 제 1 아암과,
상기 제 1 아암의 선단부에 제 2 스핀들을 거쳐서 기단부가 연결되며, 선단부에 핸드가 마련된 제 2 아암을 포함하고,
상기 제어 장치는 상기 선형 이동 기구에 의해 이동된 상기 아암부의 위치에 따라서 상기 제 1 아암 및 상기 제 2 아암 중 하나 또는 양쪽 모두의 회전 동작을 제어하는
반송 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 아암부는,
상기 베이스 상에 제 1 스핀들을 거쳐서 기단부가 연결된 제 1 아암과,
상기 제 1 아암부의 선단부에 제 2 스핀들을 거쳐서 기단부가 연결되며, 선단부에 핸드가 마련된 제 2 아암을 포함하고,
상기 제어 장치는 상기 선형 이동 기구에 의해 이동된 상기 아암부의 위치에 따라서 상기 제 1 아암 및 상기 제 2 아암 중 하나 또는 양쪽 모두의 회전 동작을 제어하는
반송 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 아암부는,
상기 베이스 상에 제 1 스핀들을 거쳐서 기단부가 연결된 제 1 아암과,
상기 제 1 아암의 선단부에 제 2 스핀들을 거쳐서 기단부가 연결되며, 선단부에 핸드가 마련된 제 2 아암을 포함하고,
상기 제어 장치는 상기 선형 이동 기구에 의해 이동된 상기 아암부의 위치에 따라서 상기 제 1 아암 및 상기 제 2 아암 중 하나 또는 양쪽 모두의 회전 동작을 제어하는
반송 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 선형 이동 기구는 상기 베이스에 연결된 리니어 액추에이터를 포함하고, 상기 다관절 로봇을 상기 베이스와 함께 이동시키는
반송 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 선형 이동 기구는 상기 다관절 로봇의 상기 베이스와 상기 아암부 사이에, 상기 아암부에 연결된 리니어 액추에이터를 포함하고, 상기 아암부만을 이동시키는
반송 장치.