KR20150103316A - 엔드 이펙터를 갖춘 로봇 및 그 운전방법 - Google Patents

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KR20150103316A
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야스히코 하시모토
데츠야 요시다
Original Assignee
가와사키 쥬코교 가부시키가이샤 (디/비/에이 가와사키 헤비 인더스트리즈, 리미티드)
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Abstract

본 발명은, 로봇(1)의 아암에 장착되도록 구성된 엔드 이펙터(6, 7)에 있어서, 각각이 기판을 보유지지할 수 있도록 구성된 복수의 블레이드 부재(9, 10, 12, 13)로서, 블레이드 부재끼리의 블레이드 간격을 변경할 수 있도록 구성된 복수의 블레이드 부재(9, 10, 12, 13)와, 복수의 블레이드 부재를 지지하는 블레이드 지지부(8, 11)로서, 로봇에 의해 복수의 블레이드 부재(9, 10, 12, 13)와 일체적으로 구동되는 블레이드 지지부(8, 11)와, 복수의 블레이드 부재(9, 10, 12, 13) 중의 적어도 1개를 다른 블레이드 부재에 대해 이동시켜 블레이드 간격을 변경하는 블레이드 구동수단(17, 18)을 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

엔드 이펙터를 갖춘 로봇 및 그 운전방법 {ROBOT PROVIDED WITH END EFFECTOR, AND METHOD FOR OPERATING THE ROBOT}
본 발명은, 엔드 이펙터를 갖춘 로봇 및 그 운전방법에 관한 것으로, 특히 복수매의 기판을 동시에 반송할 수 있는 엔드 이펙터를 갖춘 로봇 및 그 운전방법에 관한 것이다.
반도체, 액정 표시패널 등의 제조에 있어서는, 웨이퍼나 유리판과 같은 기판의 고속 반송, 고청정화(高淸淨化) 대응이 더욱 요구되고 있다. 특히, 반도체 제조분야에서는, 예컨대 웨이퍼를 수납한 카세트로부터 고속으로 웨이퍼를 취출해서, 반입선(搬入先: 반입처)의 장치(또는 카세트) 내로 반송(혹은 역으로 당해 장치로부터 카세트로 반송)하기 위한 유효한 수단이 요구되고 있다.
한편으로, 어떤 종류의 장치로부터 웨이퍼를 취출함에 있어서는, 그 장치의 특징에 따라, 그 장치에 의한 처리를 행하기 전의 웨이퍼와, 처리 후의 웨이퍼에 따라 반송에 이용하는 로봇의 핸드(엔드 이펙터)를 구별할 필요가 있는 경우가 있다.
예컨대, 웨이퍼의 세정장치에서의 로봇에 있어서는, 세정 전의 더러워진 상태의 웨이퍼를 핸들링하기 위한 핸드(hand)와, 세정한 후의 청정한 웨이퍼를 핸들링하기 위한 핸드를 엄밀하게 구별할 필요가 있다. 또, 고온 상태에서 웨이퍼를 처리하는 장치로부터 웨이퍼를 반출하거나 또는 반입하기 위한 로봇에 있어서는, 고온의 웨이퍼를 핸들링하기 위한 핸드와, 상온(常溫)의 웨이퍼를 핸들링하기 위한 핸드를 구별할 필요가 있다.
앞에서 설명한 웨이퍼 반송용 로봇에 있어서는, 로봇이 2개의 핸드를 갖추고 있으나, 각각이 특정한 웨이퍼를 위한 전용의 핸드로 되어 있기 때문에, 2개의 핸드의 운용방법을 궁리해서 처리량을 높이려고 해도 한계가 있다.
웨이퍼 반송의 처리량을 높이기 위해서는, 예컨대 로봇을 복수 대 설치하는 것을 생각할 수 있으나, 이것에서는 설비 비용이 증대하게 되어, 처리량의 증가에 의한 코스트 삭감효과가 상쇄되어 버린다. 또, 1개의 웨이퍼 카세트에 대해 동시에 2대의 로봇을 액세스할 수 없기 때문에, 처리량을 높이는 데에도 한계가 있다.
앞에서 설명한 상황에 대응하기 위해서는, 예컨대 1개의 로봇 아암에 대해 복수의 핸드를 카세트 내의 웨이퍼 배치 피치에 맞추어 상하로 어긋나게 해서 고정적으로 장착하고, 웨이퍼 카세트로부터 복수매의 웨이퍼를 동시에 반출하거나 또는 반입하는 것을 생각할 수 있다. 예컨대, 2개의 핸드를 웨이퍼 배치 피치에 맞추어 상하로 어긋나게 해서 로봇 아암에 장착하면, 2매의 웨이퍼를 동시에 반송할 수 있다.
그렇지만, 이와 같이 1개의 로봇 아암에 복수의 핸드를 상하로 어긋나게 해서 고정적으로 장착한 경우, 웨이퍼 카세트 내의 슬롯 위치에 따라서는, 웨이퍼 삽입 시에 미사용 측의 핸드가 삽입이 끝난 웨이퍼 또는 카세트와 간섭해서 삽입불능(揷入不能)으로 되어 버린다고 하는 문제가 있다.
예컨대, 1개의 로봇 아암에 2개의 핸드를 장착한 로봇에 의해, 25매의 웨이퍼를 수납할 수 있는 웨이퍼 카세트에 웨이퍼를 반입하는 경우를 생각할 수 있다. 반출 측의 장치 또는 카세트로부터 2매씩 취출한 웨이퍼는 카세트 내에 순차로 옮길 수 있으나, 마지막 1매의 웨이퍼를 취출해서 웨이퍼 카세트 내로 삽입하게 되면, 웨이퍼를 보유지지하고 있지 않은 쪽의 핸드가 반입이 끝난 웨이퍼 또는 카세트와 간섭하게 될 가능성이 있다. 그 때문에, 25매째의 웨이퍼를 반송할 수 없다고 하는 사태가 생기게 된다.
또, 반출 측 카세트의 임의의 슬롯(예컨대 슬롯 No.1)으로부터, 반입 측 카세트의 임의의 같은 또는 다른 슬롯(예컨대 슬롯 No.3)에 삽입하는 경우에도, 이미 삽입이 끝난 웨이퍼와의 간섭 문제가 생기는 경우가 있다.
이와 같이 1개의 로봇 아암에 복수의 핸드를 상하로 어긋나게 해서 고정적으로 설치한 로봇에서는, 그 운용방법에 제약이 있고, 플렉시빌리티(flexibility: 유연성)가 부족하다고 하는 문제가 있다.
본 발명은, 앞에서 설명한 상황을 감안해서 이루어진 것으로, 그 목적은 기판 반송의 처리량을 높일 수 있음과 더불어, 기판 반송의 운용방법에서의 플렉시빌리티가 높은 엔드 이펙터를 제공함에 있다. 또, 본 발명의 목적은, 동 엔드 이펙터를 갖춘 로봇 및 동 로봇의 운전방법을 제공함에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명 (1)은, 로봇의 엔드 이펙터에 있어서,
각각이 기판을 보유지지할 수 있도록 구성된 복수의 블레이드 부재로서, 상기 블레이드 부재끼리의 블레이드 간격을 변경할 수 있도록 구성된 복수의 블레이드 부재와,
상기 복수의 블레이드 부재를 지지하는 블레이드 지지부로서, 상기 로봇에 의해 상기 복수의 블레이드 부재와 일체적으로 구동되는 블레이드 지지부와,
상기 복수의 블레이드 부재 중의 적어도 1개를 다른 블레이드 부재에 대해 이동시켜 상기 블레이드 간격을 변경하는 블레이드 구동수단을 구비하되,
상기 블레이드 구동수단에 의해 상기 블레이드 간격을 축소시킴으로써, 상기 기판의 표면에 대해 수직한 기판 수직선 방향에서의 상기 복수의 블레이드 부재의 전체의 두께가 소정의 두께보다 작아지도록 구성되어 있고, 상기 소정의 두께가 상기 기판의 복수단 재치부에서의 기판 배치 피치에 대응하는 것을 특징으로 한다.
본 발명 (2)는, 로봇의 엔드 이펙터에 있어서,
각각이 기판을 보유지지할 수 있도록 구성된 복수의 블레이드 부재로서, 상기 블레이드 부재끼리의 블레이드 간격을 변경할 수 있도록 구성된 복수의 블레이드 부재와,
상기 복수의 블레이드 부재를 지지하는 블레이드 지지부로서, 상기 로봇에 의해 상기 복수의 블레이드 부재와 일체적으로 구동되는 블레이드 지지부와,
상기 복수의 블레이드 부재 중의 적어도 1개를 다른 블레이드 부재에 대해 이동시켜 상기 블레이드 간격을 변경하는 블레이드 구동수단을 구비하되,
상기 블레이드 구동수단에 의해 상기 블레이드 간격을 축소시킴으로써, 상기 기판의 표면에 대해 수직한 기판 수직선 방향에서의 상기 복수의 블레이드 부재의 전체의 두께가 소정의 두께보다 작아지도록 구성되어 있고, 상기 소정의 두께가 상기 기판의 복수단 재치부에서의 인접하는 재치부 사이의 블레이드 존재 가능 두께인 것을 특징으로 한다.
본 발명 (3)은, 상기 발명 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 엔드 이펙터는, 직경 150mm의 웨이퍼를 보유지지할 수 있고, 상기 블레이드 존재 가능 두께는 4.135mm이다.
본 발명 (4)는, 상기 발명 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 엔드 이펙터는, 직경 200mm의 웨이퍼를 보유지지할 수 있고, 상기 블레이드 존재 가능 두께는 5.625mm이다.
본 발명 (5)는, 상기 발명 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 엔드 이펙터는, 직경 300mm의 웨이퍼를 보유지지할 수 있고, 상기 블레이드 존재 가능 두께는 9.225mm이다.
본 발명 (6)은, 상기 발명 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 복수의 블레이드 부재가, 상기 블레이드 부재에 보유지지된 상기 기판의 표면에 대해 수직한 기판 수직선 방향으로 보았을 때 서로 겹치지 않도록 구성되어 있다.
본 발명 (7)은, 상기 발명 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 복수의 블레이드 부재의 각각은, 상기 기판이 당접되는 기판 보유지지부를 갖고,
상기 블레이드 구동수단에 의해 상기 블레이드 간격을 축소시킴으로써, 상기 복수의 블레이드 부재의 기판 보유지지부끼리가 면일(동일 면)로 되도록 구성되어 있다.
본 발명 (8)은, 상기 발명 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 복수의 블레이드 부재의 각각이, 상기 기판을 반송할 때에 상기 블레이드 부재로부터 상기 기판이 이탈하지 않도록 상기 기판을 고정하는 고정수단을 갖는다.
본 발명 (9)는, 상기 발명 (8)에 있어서, 상기 고정수단은, 상기 기판의 가장자리부에 해방가능하게 당접되는 가동 당접부를 가진 엣지 안내기구를 포함하고,
상기 블레이드 구동수단은, 상기 블레이드 간격에 대해 최대 간격과 최소 간격 중 어느 하나를 선택적으로 규정하도록 구성되어 있으며,
인접하는 상기 블레이드 부재의 상기 가동 당접부끼리의 간격이 상기 최대 간격에 맞추어 설정되어 있다.
본 발명 (10)에 따른 로봇은, 상기 발명 (1) 또는 (2)에 기재된 엔드 이펙터와, 상기 엔드 이펙터가 장착된 아암을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명 (11)은, 상기 발명 (10)에 있어서, 상기 아암에는, 상기 엔드 이펙터에 더하여, 상기 엔드 이펙터와는 독립해서 구동가능한 추가의 엔드 이펙터가 설치되어 있다.
본 발명 (12)는, 상기 발명 (10)에 기재된 로봇의 운전방법으로서,
상기 엔드 이펙터의 2개 이상의 블레이드 부재를 이용해서 2매 이상의 상기 기판을 동시에 반송하는 공정과,
상기 블레이드 구동수단에 의해 상기 블레이드 간격을 축소시킨 상태에서, 상기 엔드 이펙터에 의해 1매의 상기 기판을 반송하는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명 (13)은, 상기 발명 (11)에 기재된 로봇의 운전방법으로서,
상기 엔드 이펙터 및 상기 추가의 엔드 이펙터의 양쪽을 이용해서 복수의 상기 기판을 동시에 반송하는 공정과,
상기 엔드 이펙터 또는 상기 추가의 엔드 이펙터의 어느 한쪽을 이용해서 1매 또는 복수의 상기 기판을 반송하는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.
도 1은, 본 발명의 1실시형태에 따른 엔드 이펙터를 갖춘 로봇을 나타낸 사시도이다.
도 2는, 도 1에 도시된 로봇의 엔드 이펙터의 부분을 확대해서 나타낸 사시도이다.
도 3은, 도 1에 도시된 로봇의 엔드 이펙터의 개략적인 구성을 나타낸 도면으로서, 상하의 블레이드가 이간된 상태를 나타내고 있다.
도 4는, 도 1에 도시된 로봇의 엔드 이펙터의 개략적인 구성을 나타낸 도면으로서, 상하의 블레이드가 근접한 상태를 나타내고 있다.
도 5는, 도 1에 도시된 로봇에 있어서 엔드 이펙터의 상하의 블레이드가 근접한 상태를 나타내고 있다.
도 6은, 도 5에 도시된 로봇의 엔드 이펙터의 부분을 확대해서 나타낸 사시도이다.
도 7은, 도 2에 도시된 엔드 이펙터의 엣지 안내기구의 가동 당접부 및 그 주변 부분을 확대해서 나타낸 도면이다.
도 8은, 도 1에 도시된 로봇의 엔드 이펙터의 변형례로서, 3개의 블레이드 부재를 구비한 엔드 이펙터를 나타낸 개략평면도이다.
도 9는, 도 8에 도시된 엔드 이펙터의 개략측면도이다.
도 10은, 도 1에 도시된 로봇의 엔드 이펙터를 위한 블레이드 승강 구동기구의 변형례를 나타낸 개략 사시도이다.
도 11은, 도 1에 도시된 로봇의 엔드 이펙터의 변형례로서, 웨이퍼 흡착기구를 설치한 엔드 이펙터를 나타낸 개략평면도이다.
도 12는, 도 1에 도시된 로봇의 엔드 이펙터의 변형례로서, 웨이퍼 낙하 기구를 설치한 엔드 이펙터를 나타낸 개략측면도이다.
도 13은, 도 1에 도시된 로봇의 엔드 이펙터의 변형례로서, 웨이퍼 포위 기구를 설치한 엔드 이펙터를 나타낸 개략측면도이다.
도 14는, 도 1에 도시된 엔드 이펙터를, 도 1에 도시된 로봇과는 다른 타입의 로봇에 장착한 상태를 나타낸 개략 사시도이다.
도 15는, 본 발명에 따른 로봇을 이용한 웨이퍼 반송 시퀀스의 패턴 1을 나타낸 도면이다.
도 16은, 본 발명에 따른 로봇을 이용한 웨이퍼 반송 시퀀스의 패턴 2를 나타낸 도면이다.
도 17은, 본 발명에 따른 로봇을 이용한 웨이퍼 반송 시퀀스의 패턴 3을 나타낸 도면이다.
도 18은, 본 발명에 따른 로봇을 이용한 웨이퍼 반송 시퀀스의 패턴 4를 나타낸 도면이다.
도 19는, 본 발명에 따른 로봇을 이용한 웨이퍼 반송 시퀀스의 패턴 5의 전반을 나타낸 도면이다.
도 20은, 본 발명에 따른 로봇을 이용한 웨이퍼 반송 시퀀스의 패턴 5의 후반을 나타낸 도면이다.
도 21은, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 로봇의 엔드 이펙터의 개략적인 구성을 나타낸 도면으로서, 가동 블레이드가 최상위치에 있는 상태를 나타내고 있다.
도 22는, 도 21에 도시된 엔드 이펙터에 있어서, 가동 블레이드가 최하위치에 있는 상태를 나타내고 있다.
도 23은, 본 발명에 따른 로봇을 이용한 웨이퍼 반송 시퀀스의 다른 패턴의 전반을 나타낸 도면이다.
도 24는, 도 23에 도시된 웨이퍼 반송 시퀀스의 후반을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 1 실시형태에 따른 엔드 이펙터를 갖춘 로봇 및 그 운전방법에 대해, 도면을 참조해서 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 따른 로봇(1)은, 로봇 베이스(2)를 갖추고, 이 로봇 베이스(2)에는 승강 주축(3)이 설치되어 있다. 이 승강 주축(3)은, 로봇 베이스(2) 내에 설치된 승강구동기구 및 회전구동기구에 의해, 제1수직축(L1)을 따라 승강할 수 있으면서 그 주위로 회전할 수 있게 되어 있다.
승강 주축(3)의 상단에는 제1 아암(4)의 기단부(基端部)가 장착되어 있고, 제1 아암(4)의 선단부에는 제2 아암(5)의 기단부가 제2수직축(L2) 주위로 회전할 수 있게 장착되어 있다. 제2 아암(5)의 선단부에는, 제1 엔드 이펙터(6) 및 제2 엔드 이펙터(7)가, 제3 수직축(L3) 주위로 서로 독립해서 회전할 수 있게 상하에 설치되어 있다.
한편, 로봇(1)의 제1 엔드 이펙터(6) 및 제2 엔드 이펙터(7)는, 기본적으로 공통의 구성을 갖추고 있는 것으로, 반도체 웨이퍼(W)의 반송에 적합한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이 로봇(1)의 제1 엔드 이펙터(6)는 블레이드 지지부(8)를 갖추되, 이 블레이드 지지부(8)는 제2 아암(5)의 선단부에 제3 수직축(L3) 주위로 회전할 수 있게 장착되어 있다. 블레이드 지지부(8)에는, 웨이퍼(W)를 각각 보유지지할 수 있도록 구성된 가동 블레이드(9) 및 고정 블레이드(10)가 설치되어 있다.
마찬가지로, 제2 엔드 이펙터(7)는 제2 아암(5)의 선단부에 제3 수직축(L3) 주위로 회전할 수 있게 설치된 블레이드 지지부(11)를 갖추고 있고, 이 블레이드 지지부(11)에는 웨이퍼(W)를 각각 보유지지할 수 있도록 구성된 가동(可動) 블레이드(12) 및 고정(固定) 블레이드(13)가 설치되어 있다.
제1 엔드 이펙터(6)의 블레이드 지지부(8)는, 로봇(1)의 지지부 구동수단(30)에 의해 제3 수직축(L3) 주위로 회전구동된다. 또, 제2 엔드 이펙터(7)의 블레이드 지지부(11)는, 로봇(1)의 지지부 구동수단(31)에 의해 제3 수직축(L3) 주위로 회전구동된다. 제1 엔드 이펙터(6)와 제2 엔드 이펙터(7)는, 각각의 지지부 구동수단(30, 31)에 의해 제3 수직축(L3) 주위로 서로 독립해서 회전구동된다.
더욱이, 제1 엔드 이펙터(6)에는, 웨이퍼(W)의 가장자리부에 해방가능하게 당접되는 가동 당접부(當接部; 14)와, 이 가동 당접부(14)를 진퇴 구동하는 에어 실린더(15)를 구비한 엣지 안내기구(고정수단; 16)가 설치되어 있다. 이 엣지 안내기구(16)는, 상측의 웨이퍼(W)와 하측의 웨이퍼(W)의 각각에 대응해서 설치되어 서로 독립해서 구동된다.
한편, 이들 엣지 안내기구(16)는, 웨이퍼(W)의 고정에 이용됨과 더불어, 웨이퍼(W)의 존재를 확인하기 위한 검출수단으로서의 역할도 한다.
제2 엔드 이펙터(7)에도, 마찬가지로 상하 1쌍의 엣지 안내기구가 설치되어 있다.
다음에는, 도 3 및 도 4를 참조해서, 제1 엔드 이펙터(6)에서 가동 블레이드(9)를 승강 구동하는 블레이드 구동수단에 대해 설명한다. 한편, 도 3 및 도 4에서는, 이해를 용이하게 하기 위해, 가동 블레이드(9)와 고정 블레이드(10)의 각 선단부를 전후방향에 맞추어 표시하고 있다(실제로는 도 2에 도시된 바와 같이 각 선단부는 전후로 어긋나 있음).
제1 엔드 이펙터(6)의 블레이드 지지부(8) 내에는 에어 실린더(17)가 설치되어 있고, 이 에어 실린더(17)의 플런저(18)의 선단에는 가동 블레이드(9)의 기단부가 설치되어 있다. 더욱이 블레이드 지지부(8) 내에는, 가동 블레이드(9)의 승강 동작을 안내 지지하기 위한 승강 가이드(19)가 설치되어 있다. 승강 가이드(19)에는, 가동 블레이드(9)의 상한위치 및 하한위치를 규정하는 상측 스토퍼(19A) 및 하측 스토퍼(19B)가 설치되어 있다.
그리고, 에어 실린더(17)의 플런저(18)를 상하로 진퇴 구동함으로써, 가동 블레이드(9)를 승강 구동할 수 있다. 이에 의해, 가동 블레이드(9)와 고정 블레이드(10)의 수직방향의 간격(제3 수직축(L3) 방향의 간격)을 변경할 수 있다.
한편, 제2 엔드 이펙터(7)는, 앞에서 설명한 제1 엔드 이펙터(6)와 공통하는 구성으로 되어 있다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 실시형태에 있어서는, 에어 실린더(17)에 의해 가동 블레이드(9)를 하한위치까지 하강시킴으로써, 고정 블레이드(10)가 가동 블레이드(9)의 안쪽에 위치하게 된다(도 6 참조). 즉, 가동 블레이드(9)와 고정 블레이드(10)가 차례대로 포개 넣을 수 있게 만들어진 모양으로 되어 있고, 블레이드에 수직한 방향으로 보았을 때 서로 겹치지 않도록 구성되어 있다. 그리고, 에어 실린더(17)에 의해 가동 블레이드(9)가 하한위치까지 하강함으로써, 가동 블레이드(9)의 웨이퍼 보유지지면(9A)과 고정 블레이드(10)의 웨이퍼 보유지지면(10A)이 대략 면일(동일 면)로 된다.
또, 웨이퍼 보유지지면(9A, 10A)에 인접해서, 웨이퍼(W)의 엣지가 당접되어 블레이드(9, 10) 상에서 웨이퍼를 위치 결정하는 위치결정부(9B, 10B)가 각각 설치되어 있다. 그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 보유지지면(9A)과 웨이퍼 보유지지면(10A)이 대략 면일(동일 면)로 된 상태에 있어서는, 위치결정부(9B)와 위치결정부(10B)가 함께 웨이퍼(W)의 엣지에 따른 원주 상에 위치해 있고, 위치결정부(9B) 및 위치결정부(10B)의 양쪽이 1매의 웨이퍼(W)의 엣지에 당접되어 웨이퍼(W)가 위치결정된다.
이와 같이 본 실시형태에 있어서는, 에어 실린더(17)의 플런저(18)를 상하로 진퇴 구동함으로써, 가동 블레이드(9)와 고정 블레이드(10)의 상하방향 간격에 대해, 최대 간격(도 3: 블레이드 이간상태)와 최소 간격(도 4: 블레이드 근접상태) 중의 어느 하나를 선택적으로 규정할 수 있다. 바람직하게는, 최소 간격은 0이다.
한편, 도 2에 도시된 상하 1쌍의 엣지 안내기구(16)의 가동 당접부(14)는, 가동 블레이드(9)와 고정 블레이드(10)의 상하방향 간격이 최대 간격(도 3: 블레이드 이간상태)인 경우에 각 웨이퍼(W)의 가장자리부에 당접할 수 있도록 배치되어 있다.
즉, 본 실시형태에 있어서는, 각 엔드 이펙터(6, 7)에서의 상하 1쌍의 가동 당접부(14, 14)끼리의 상하 간격이 고정되어 있고, 도 7에 도시된 바와 같이 상하 1쌍의 블레이드(9, 10)의 상하 간격이 최대인 경우, 각 가동 당접부(14, 14)가 각 블레이드(9, 10)에 보유지지된 각 웨이퍼(W)의 가장자리부에 당접할 수 있도록 위치결정되어 있다.
한편, 가동 블레이드(9)에 연동해서 상측의 가동 당접부(14)가 상하로 이동하도록 구성할 수도 있으나, 본 실시형태에 있어서 상측의 가동 당접부(14)에 의한 웨이퍼(W)의 고정이 필요하게 되는 것은 가동 블레이드(9)이 위쪽에 위치하고 있을 때이므로, 엣지 안내기구(16)의 구조가 복잡해지는 것을 피하기 위해 상하 1쌍의 가동 당접부(14)의 상하 간격을 고정하고 있다.
가동 블레이드(9)와 고정 블레이드(10)의 상하방향의 최대 간격을 D로 하고, 복수의 웨이퍼(W)를 수납하기 위한 카세트(FOUP: Front Opening Unified Pod)에서의 웨이퍼 배치 피치를 P로 한 경우, nP < D < (n+1)P(n은 0을 포함하는 자연수)로 되도록 최대 간격 D를 설정한다. 혹은, 바람직하게는, nP < D= (n+1)P(n은 0을 포함하는 자연수)이다.
바람직하게는, n = 0, 즉 최대 간격 D가 0보다 크고, 웨이퍼 배치 피치 P(1피치)보다 작다. 여기서, 카세트(FOUP)는 SEMI(Semiconductor Equipment and Materials International) 규격에 기초해 제조된 것으로 할 수 있다.
한편, 본 실시형태에 있어서서는, 외측의 블레이드를 가동 블레이드(9)로 하고, 내측의 블레이드를 고정 블레이드(10)로 하였으나, 이와는 역으로 내측의 블레이드를 가동 블레이드로 하고, 외측의 블레이드를 고정 블레이드로 해도 좋다. 혹은 또, 양쪽의 블레이드를 가동 블레이드로 해도 좋은바, 요컨대 양 블레이드 사이의 상하 간격을 변경할 수 있는 구성이면 좋다.
상기 실시형태의 변형례로서는, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 2개(또는 3개 이상)의 가동 블레이드(9, 9'; 및 각각의 구동수단)를 설치할 수도 있다. 이 경우, 도 9에 도시된 바와 같이, 상측의 가동 블레이드(9)와 하측의 가동 블레이드(9')의 최대 간격 D1과, 하측의 가동 블레이드(9')와 고정 블레이드(10)의 최대 간격 D2을 바꾸어도 좋고, 같게 해도 좋다. 한편, 도 9에 있어서는, 이해를 용이하게 하기 위해 각 블레이드(9, 9', 10)의 선단부를 전후방향에 맞추어 표시하고 있다.
또, 가동 블레이드(9)의 승강 구동수단으로서, 에어 실린더(17) 대신 서보모터를 이용할 수도 있다. 이 예에서는, 가동 블레이드(9)와 고정 블레이드(10)의 상하방향의 간격을, 최대 간격(도 3: 블레이드 이간상태)과 최소 간격(도 4: 블레이드 근접상태) 사이에서 임의로 규정할 수 있다. 이 경우, 가동 블레이드(9)용 엣지 안내기구(16)의 가동 당접부(14)는, 가동 블레이드(9)의 승강 범위에 맞추어 상하방향으로 어느 정도 폭넓게 형성한다.
또, 가동 블레이드(9)의 승강 구동수단으로서, 에어 실린더(17) 대신, 도 10에 도시된 바와 같은 회전에 의한 승강 구동기구를 채용할 수도 있다. 이 승강 구동기구에 있어서는, 도 10의 (A)에 도시된 뉘어진 상태로 되어 있는 1쌍의 가동 지지부재(20)를 도 10의 (B)에 도시된 바와 같이 떨어지게 함으로써, 가동 블레이드(9)가 가동 지지부재(20)에 의해 눌려져, 고정 블레이드(10)에 대해 하강시킬 수 있다.
또, 도 11에 도시된 바와 같이, 엣지 안내기구(16) 대신, 웨이퍼를 진공흡착하는 흡착부(21; 본 예에서는 3개 및 1개)를 가진 흡착기구를 설치해도 좋다.
또, 도 12에 도시된 바와 같이 웨이퍼(W)의 외형에 맞추어 배치한 복수의 내일(nail) 부재(22)에 의해 형성된 오목부 안에 웨이퍼(W)를 낙하시키도록 해도 좋다.
또, 도 13에 도시된 바와 같이 웨이퍼(W)의 외형에 맞추어 배치한 복수의 핀 부재(23)에 의해 웨이퍼(W)를 포위하도록 해도 좋다.
또, 웨이퍼(W)와 블레이드의 웨이퍼 보유지지면과의 사이에 마찰을 생기게 하는 마찰 보유지지 방식으로 웨이퍼(W)를 보유지지하도록 해도 좋고, 비접촉식(유체식, 정전기식, 초음파 등)의 보유지지방법으로 웨이퍼(W)를 보유지지하도록 할 수도 있다.
또, 상기 실시형태의 설명에서는 블레이드(9)를 가동으로, 블레이드(10)를 고정으로 하였으나, 블레이드(9)를 고정으로 하고 블레이드(10)를 가동으로 해도 좋고, 블레이드(9) 및 블레이드(10) 양쪽을 가동으로 해도 좋다. 요컨대 복수의 블레이드의 간격을 변경할 수 있는 구성이면 좋다.
또, 상기 실시형태의 설명에서는 엣지 안내기구(16)는 상측의 웨이퍼(W)와 하측의 웨이퍼(W)의 각각에 대응해서 설치되는 것으로 하였으나, 상하의 웨이퍼(W)에 공통의 엣지 안내기구를 설치해도 좋다. 이 경우, 상하의 웨이퍼(W)의 위치 오차를 흡수하기 위해 엣지 안내기구에 탄성 요소를 포함시키는 것이 바람직하다.
또, 상기 실시형태의 설명에서는 블레이드(9)와 블레이드(10)의 각 선단부가 전후로 어긋나 있는 것으로 하였으나, 블레이드의 형상에 따라서는 전후에 맞추어져 있어도 좋다.
또, 상기 실시형태의 설명에서는 스토퍼(19A, 19B)는 에어 실린더(17)와는 독립해서 설치되는 것으로 하였으나, 스토퍼가 에어 실린더에 내장되어 있어도 좋다.
또, 상기 실시형태의 설명에서는 복수의 웨이퍼의 재치부로서 카세트(FOUP)를 예로 들었으나, 카세트에 한정되지 않고, 복수의 웨이퍼를 재치할 수 있는 복수단(複數段)의 재치부이면 좋다. 이 경우, 복수단에 배치되는 웨이퍼끼리의 간격은 일정하지 않아도 좋다. 또, 복수단 재치부가 복수 종류 존재하는 경우에는, 적어도 그 중의 1곳에 대해 앞에서 설명한 관계가 성립하면 좋다.
또, 본 실시형태에 있어서는 2대의 엔드 이펙터(6, 7)를 설치하고 있으나, 이것을 1대로 할 수도 있고, 3대 이상 장착할 수도 있다. 혹은, 2대의 엔드 이펙터 중의 한쪽을, 상하 간격이 고정된 복수의 고정 블레이드를 가진 고정 블레이드식의 엔드 이펙터로 할 수도 있다. 요컨대, 본 실시형태에서의 가동 블레이드식의 엔드 이펙터와 고정 블레이드식의 엔드 이펙터를 적절히 조합할 수 있다.
또, 본 실시형태에 있어서는, 블레이드 근접상태에서 가동 블레이드(9)의 웨이퍼 보유지지면(9A)과 고정 블레이드(10)의 웨이퍼 보유지지면(10A)이 대략 면일(동일 면)로 되도록 하였으나, 블레이드가 근접한 상태에서 양 블레이드(9, 10) 전체의 상하방향 두께가 웨이퍼 카세트의 웨이퍼 배치 피치보다 작아지도록 하면, 반드시 대략 면일(동일 면)로 하지 않아도 좋다.
양 블레이드(9, 10) 전체의 상하방향 두께가, 인접하는 재치부 사이의 블레이드 존재 가능 두께(블레이드가 존재 가능한 두께의 최대치) 이하로 되도록 하면 좋다. 여기서, 인접하는 재치부 사이의 블레이드 존재 가능 두께라 함은, 블레이드 또는 블레이드 상에 웨이퍼가 존재하는 경우에는 블레이드 및 웨이퍼가, 재치부 및 재치부에 재치되어 있는 웨이퍼와 간섭하지 않고 인접하는 재치부 사이에 삽입될 수 있는 블레이드, 또는 블레이드 상에 웨이퍼가 존재하는 경우에는 블레이드 및 웨이퍼 전체의 최대 두께인 것을 말한다.
한편, 여기서 언급하고 있는 「양 블레이드(9, 10) 전체의 상하방향 두께」란, 어디까지나 웨이퍼 카세트(FOUP) 중에 삽입되는 부분의 블레이드에 관한 것으로, 웨이퍼 카세트 중에 삽입되지 않는 부분의 두께에 대해서는, 여기서는 불문(不問)이다.
또, 본 실시형태에 따른 엔드 이펙터(6)는, 도 14에 도시된 바와 같은 로봇(1')에 장착할 수도 있다. 이 로봇(1')은, 엔드 이펙터(6)를 수평방향으로 구동하는 수평구동 아암(24)과, 이 수평구동 아암(24)을 수직축(L) 주위로 회전구동하는 회전구동 아암(25)과, 이 회전구동 아암(25)을 지지하는 수평 지지부재(26)를 승강 구동하는 승강 구동 아암(27)을 구비하고 있다.
또, 도 1 및 도 14에서는 기판을 수평상태로 반송하는 로봇을 예시하였으나, 본 발명에 따른 엔드 이펙터를 장착할 수 있는 로봇은 이와 같은 로봇에 한정되지 않고, 비수평상태(예컨대 수직상태)로 기판을 반송하는 로봇에 장착할 수도 있다.
이와 같이, 로봇으로서는, 엔드 이펙터를 자동으로 소망하는 위치로 위치시킬 수 있는 임의의 장치를 채용할 수 있다.
또, 본 발명에 따른 엔드 이펙터의 반송 대상은, 앞에서 설명한 반도체 웨이퍼(원형 기판)에 한정되지 않고, 예컨대 액정표시패널의 유리기판(사각형 기판)이나, 태양전지판의 유리기판(사각형 기판) 등을 반송할 수도 있다.
다음에는, 본 실시형태에 따른 로봇의 운전방법에 대해 설명한다.
본 실시형태에 따른 로봇의 운전방법은, 제1 엔드 이펙터(6)의 가동 블레이드(9) 및 고정 블레이드(10)의 양쪽을 이용해서 2개의 웨이퍼(W)를 동시에 반송하는 제1 공정(도 2)과, 가동 블레이드 부재(9)와 고정 블레이드(10)를 상하방향으로 근접시키고(블레이드 근접상태) 제1 엔드 이펙터(6)에 의해 1매의 웨이퍼를 반송하는 제2 공정(도 6)을 구비하고 있다.
제1 공정에서는, 제1 엔드 이펙터(6)와 동시에 제2 엔드 이펙터(7)를 사용해도 좋고, 제1 엔드 이펙터(6)를 단독으로 사용해도 좋다.
또, 제1 공정에 앞서 제2 공정을 실시할 수도 있고, 제1 공정과 제2 공정을 적절히 조합해서 소망하는 시퀀스(sequence)로 웨이퍼(W)를 반송할 수도 있다.
도 15 내지 도 20에는, 각종의 웨이퍼 반송 시퀀스를 예시한다.
도 15에 도시된 패턴 1에 있어서는, 먼저 도면 중 오른쪽 카세트(29)로부터 제1 엔드 이펙터(6)에 의해 맨 밑의 웨이퍼 2매를 취출하고, 그것을 도면 중 왼쪽 카세트(29)의 맨 밑에 넣는다. 다음에, 오른쪽 카세트(29)로부터, 방금 전에 취한 웨이퍼의 더 위에 있는 웨이퍼 2매를 취출하고, 그것을 왼쪽의 카세트(29)의 방금 전에 넣어 둔 웨이퍼 위에 넣는다. 다음에, 제1 엔드 이펙터(6)의 가동 블레이드(9)를 구동해서, 가동 블레이드(9)의 웨이퍼 보유지지면(9A)과 고정 블레이드(10)의 웨이퍼 보유지지면(10A)을 대략 면일(동일 면) 상태로 되도록 해서, 오른쪽의 카세트(29)의 맨 위의 웨이퍼를 취출하고, 그것을 왼쪽의 카세트(29)의 맨 위에 넣는다.
도 15에 도시된 패턴 1에서는, 제1 엔드 이펙터(6)를 이용해서, 최상단에서는 웨이퍼(W)를 1매 옮겨 놓고, 기타의 단에서는 웨이퍼를 2매 옮겨 놓음으로써, 로봇(1)과 웨이퍼 카세트(29)의 간섭을 회피할 수 있다.
도 16에 도시된 패턴 2에 있어서는, 먼저 오른쪽 카세트(29)로부터 제1 엔드 이펙터(6)로 맨 위의 웨이퍼 2매를 취출하고, 그것을 왼쪽의 카세트(29)의 맨 위에 넣는다. 다음에, 오른쪽의 카세트(29)로부터, 방금 전에 취한 웨이퍼보다 더 아래의 웨이퍼 2매를 취출하고, 그것을 왼쪽의 카세트(29)의 방금 전에 넣어 둔 웨이퍼의 아래에 넣는다. 다음에, 제1 엔드 이펙터(6)의 웨이퍼 보유지지면(9A)과 웨이퍼 보유지지면(10A)을 대략 면일(동일 면) 상태로 되도록 해서, 오른쪽의 카세트(29)의 맨 밑의 웨이퍼를 취출하고, 그것을 왼쪽의 카세트(29)의 맨 밑에 넣는다.
도 16에 도시된 패턴 2에서는, 최하단에서는 웨이퍼(W)를 1매 옮겨 놓고, 기타의 단에서는 웨이퍼(W)를 2매 옮겨 놓음으로써, 로봇(1)과 웨이퍼(W)의 간섭을 회피할 수 있다.
도 17에 도시된 패턴 3에 있어서는, 왼쪽의 카세트(29)의 맨 위와 중단(中段)에 각각 1매의 웨이퍼가 있는 상태에서, 오른쪽 카세트(29)로부터 제1 엔드 이펙터(6)로 웨이퍼 2매를 취출하고, 그것을 왼쪽 카세트(29)의 맨 밑에 넣는다. 다음에, 제1 엔드 이펙터(6)의 웨이퍼 보유지지면(9A)과 웨이퍼 보유지지면(10A)을 대략 면일(동일 면) 상태로 되도록 해서, 오른쪽 카세트(29)의 맨 밑의 웨이퍼를 취출하고, 그것을 왼쪽의 카세트(29)의 맨 위의 웨이퍼와 중단의 웨이퍼의 사이에 넣는다.
이 도 17에 도시된 패턴 3에서는, 2단 연속해서 비어 있는 단(段)에는 웨이퍼(W)를 2매 옮겨 놓고, 그 이외의 단에서는 웨이퍼(W)를 1매 옮겨 놓음으로써, 로봇(1)과 웨이퍼(W)의 간섭을 회피할 수 있다.
도 18에 도시된 패턴 4에 있어서는, 제1 엔드 이펙터(6)의 웨이퍼 보유지지면(9A)과 웨이퍼 보유지지면(10A)을 대략 면일(동일 면) 상태로 되도록 해서, 오른쪽의 카세트(29)로부터 웨이퍼 1매를 취출하고, 그것을 재치 가능한 장소(28)로 옮겨놓는다. 이 도 18에 도시된 패턴 4에서는, 한데 모아 웨이퍼(W)를 옮겨놓을 때는 2매씩 옮겨놓을 수 있고, 웨이퍼(W)를 1매만 옮겨놓을 필요가 있을 때(예컨대, 1매의 웨이퍼(W)만을 재치가능한 장소(28)에 웨이퍼(W)를 옮겨놓는 경우나, 웨이퍼 카세트(29) 중의 특정한 1매의 웨이퍼(W)만을 옮겨놓는 경우 등)는, 1매의 웨이퍼(W)만을 옮겨놓을 수 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 핸들링이 유연하고 또한 단시간에 실행할 수 있다.
도 19 및 도 20에 도시된 패턴 5에 있어서는, 먼저 오른쪽의 카세트(29)로부터 제2 엔드 이펙터(7)로 맨 밑의 웨이퍼 2매를 취출하고, 계속해서 제1 엔드 이펙터(6)로 그 위의 웨이퍼 2매를 취출한다. 다음에, 제2 엔드 이펙터(7) 상의 웨이퍼 2매를 왼쪽의 카세트(29)의 맨 밑에 넣고, 계속해서 제1 엔드 이펙터(6) 상의 웨이퍼 2매를 방금 전에 넣어 둔 웨이퍼 위에 넣는다. 다음에, 제1 엔드 이펙터(6)의 웨이퍼 보유지지면(9A)과 웨이퍼 보유지지면(10A)을 대략 면일(동일 면) 상태로 되도록 해서, 오른쪽의 카세트(29)의 맨 위의 웨이퍼 1매를 취출하여 왼쪽의 카세트(29)의 맨 위에 넣는다.
이 도 19 및 도 20에 도시된 패턴 5에서는, 제1 엔드 이펙터(6)와 제2 엔드 이펙터(7)의 양쪽를 이용함으로써, 한 번에 4매(2매+2매), 3매(2매+1매), 2매(1매+1매, 2매+0매), 1매(1매+0매)의 옮겨놓기가 가능하게 되어, 웨이퍼(W)의 핸들링이 유연하고 또한 단시간에 실행할 수 있다.
한편, 웨이퍼 및 카세트의 대표적인 치수를 이하에 예시한다.
직경 150mm(6인치)의 웨이퍼의 두께는 0.625mm이고, 카세트의 피치는 4.76mm이다.
직경 200mm(8인치)의 웨이퍼의 두께는 0.725mm이고, 카세트의 피치는 6.35mm이다.
직경 300mm(12인치)의 웨이퍼의 두께는 0.775mm이고, 카세트의 피치는 10mm이다.
예컨대, 직경 300mm의 웨이퍼의 경우, 인접하는 재치부 사이의 블레이드 존재 가능 두께는, 10mm - 0.775mm = 9.225mm이다.
다음에는, 본 발명의 다른 실시형태에 대해 설명한다.
앞에서 설명한 실시형태는, 주로 1개의 엔드 이펙터에 복수매의 웨이퍼를 보유지지시키는 경우와 1매의 웨이퍼를 보유지지시키는 경우를 절환하는 것을 목적으로 한 것이다. 이에 대해 다음에 설명하는 실시형태는, 1개의 엔드 이펙터에 있어서, 그 적용에 의해 블레이드면을 절환하는 것을 주된 목적으로 한 것이다.
즉, 본 실시형태에서는, 앞에서 설명한 제1 엔드 이펙터(6) 및 제2 엔드 이펙터(7)의 적어도 한쪽에서(이하, 제1 엔드 이펙터(6)를 예로 들어 설명한다.), 가동 블레이드(9) 및 고정 블레이드(10)로 적용을 바꾼다. 예컨대, 가동 블레이드(9)를 클린 블레이드로서 사용하고, 고정 블레이드(10)를 비클린 블레이드로서 사용한다. 혹은, 가동 블레이드(9)를 고온용 블레이드로서 사용하고, 고정 블레이드(10)를 저온용 블레이드로서 사용한다. 한편, 본 실시형태에서는 한쪽 블레이드(9)를 가동으로 하고, 다른 쪽의 블레이드(10)를 고정으로 하고 있으나, 양쪽을 가동 블레이드로 할 수도 있다.
그리고 본 실시형태에 있어서는, 도 3 및 도 4에 도시된 상측 스토퍼(19A) 및 하측 스토퍼(19B)의 위치를, 도 21 및 도 22에 도시된 바와 같이 변경하고 있다. 즉, 상측 스토퍼(19A)가, 앞에서 설명한 실시형태(도 3, 도 4)의 경우에 비해 낮은 위치에 있고, 하측 스토퍼(19B)도, 앞에서 설명한 실시형태의 경우에 비해 근소하게 낮은 위치에 있다.
도 22에 도시된 바와 같이 본 실시형태에 있어서는, 가동 블레이드(9)가 최하위치(하측 스토퍼(19B)에 당접하는 위치)에 있는 경우, 가동 블레이드(9)의 웨이퍼 보유지지면(9A)과 고정 블레이드(10)의 웨이퍼 보유지지면(10A)이 면일(동일 면)로는 되지 않고, 고정 블레이드(10)의 웨이퍼 보유지지면(10A)이 기판 보유지지 측(도 22 중의 상측)으로 근소하게 돌출한 상태로 된다.
한편, 가동 블레이드(9)가 최상위치(상측 스토퍼(19A)에 당접하는 위치)에 있는 경우에는, 가동 블레이드(9)의 웨이퍼 보유지지면(9A)이 고정 블레이드(10)의 웨이퍼 보유지지면(10A)보다도 기판 보유지지 측으로 근소하게 돌출한 상태로 된다.
한편, 도 21 및 도 22에 있어서는, 수평방향으로 보아 양 블레이드(9, 10)가 겹치지 않는 구성을 나타내고 있으나, 양 블레이드(9, 10)의 일부가 겹쳐지는 위치관계로 할 수도 있다.
이와 같이 본 실시형태에 있어서는, 에어 실린더(17)에 의해 가동 블레이드(9)를 승강 구동함으로써, 가동 블레이드(9)가 고정 블레이드(10)보다 기판 보유지지 측으로 돌출하는 상태와, 역으로 고정 블레이드(10)가 가동 블레이드(9)보다도 기판 보유지지 측으로 돌출하는 상태로 절환할 수 있다.
또, 본 실시형태에 있어서는, 가동 블레이드(9) 또는 고정 블레이드(10)가, 반송 대상의 웨이퍼(W)가 올려져 있는 카세트(FOUP; 29) 내의 슬롯에 인접한 슬롯과 간섭하는 것을 방지하기 위해, 사용하는 적용 블레이드의 웨이퍼 보유지지면과 사용하지 않는 적용 블레이드의 웨이퍼 보유지지면과의 거리가 기판 배치 피치(P)의 범위 내로 되도록, 상측 스토퍼(19A)와 하측 스토퍼(19B)의 상하 간격이 설정되어 있다.
본 실시형태에 있어서는, 가동 블레이드(9)가, 고정 블레이드(10)와 면일(동일 면)로 되어 있는 상태를 0mm로 해서, 위쪽 및 아래쪽으로 이동할 수 있으나, 그 승강 거리에 대해서는, (a) 사용하지 않는 적용 블레이드가 사용하는 적용 블레이드를 피하고, 또한 (b) 사용하지 않는 적용 블레이드가 반송 대상의 웨이퍼(W)가 올려져 있는 카세트(FOUP; 29) 내의 슬롯 이외의 슬롯 및 이들 슬롯에 올려져 있는 웨이퍼(W)에 간섭하지 않는 범위에서 임의로 설정할 수 있다.
상기 (a)의 조건을 만족시키기 위해서는, 사용하는 적용 블레이드의 웨이퍼 보유지지면과 사용하지 않는 적용 블레이드의 웨이퍼 보유지지면과의 거리가 적어도 0mm보다 큰 것이 필요하다. 또, 상기 (b)의 조건을 만족시키기 위해서는, 예컨대 기판 수직선 방향에서의 복수의 블레이드의 전체의 최대 두께가 기판의 복수단 재치부에서의 인접하는 재치부 사이의 블레이드 존재 가능 두께(블레이드가 존재 가능한 두께의 최대치) 이하로 되도록 하면 좋다. 블레이드, 엔드 이펙터(핸드), 카세트(FOUP)의 제작 오차나 반송장치 동작 시의 진동 등을 고려해서, 사용하는 적용 블레이드의 웨이퍼 보유지지면과 사용하지 않는 적용 블레이드의 웨이퍼 보유지지면과의 거리를 웨이퍼 배치 피치의 5∼30%로 하는 것이 특히 바람직하다.
한편, 고정 블레이드(10)의 위치를 기준으로 한, 가동 블레이드(9)의 위쪽으로의 이동거리와 아래쪽으로의 이동거리는, 반드시 일치시킬 필요는 없다.
본 실시형태에 있어서는, 제1 엔드 이펙터(6)에 의해 1번에 2매의 웨이퍼를 취할 수는 없으나, 제1 엔드 이펙터(6)와 제2 엔드 이펙터(7)와의 간격을 기판 배치 피치(P)로 설정함으로써, 전체로서 2매의 웨이퍼를 한 번에 취하도록 할 수 있다.
본 실시형태에 의하면, 예컨대 가동 블레이드(9)를 클린용으로 하고, 고정 블레이드(10)을 비클린용으로 할 수 있다. 그리고, 청정한 웨이퍼(W)를 취할 때에는 가동 블레이드(9)를 고정 블레이드(10)보다 위쪽(기판 보유지지 측)에 위치시키는 한편, 청정하지 않은 웨이퍼(W)를 취할 때에는 가동 블레이드(9)를 아래쪽으로 퇴피시켜 고정 블레이드(10)이 위쪽으로 돌출한 상태로 한다. 이와 같이 본 실시형태에 있어서는, 1개의 엔드 이펙터를 클린용과 비클린용으로 공용할 수 있다.
한편, 본 실시형태에 있어서는, 사용하지 않는 적용 블레이드를 아래쪽으로 퇴피시키는 구성으로 하고 있으나, 사용하지 않는 적용 블레이드를 위쪽으로 퇴피시키는 구성을 채용할 수도 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 앞에서 설명한 실시형태에 있어서도, 예컨대 제1 엔드 이펙터(6)의 2개의 블레이드(9, 10)를 클린용으로 하고, 제2 엔드 이펙터(7)의 2개의 블레이드(12, 13)를 비클린용으로 해서, 엔드 이펙터마다 적용을 바꾸도록 하는 운용방법도 생각할 수 있으나, 상기 특징을 갖춘 본 실시형태(도 21 및 도 22)에 있어서는, 이하에서 도 23 및 도 24를 참조해서 설명하는 바와 같이, 웨이퍼(W)를 2매씩 반송할 수 있게 된다.
도 23 및 도 24에 도시된 예에 있어서는, 제1 엔드 이펙터(6) 및 제2 엔드 이펙터(7)의 양쪽이 도 21 및 도 22에 도시된 구성을 갖추고 있는바, 각각의 가동 블레이드(9)가 클린용으로 되고, 각각의 고정 블레이드(7)가 비클린용으로 되어 있다.
본 예에 있어서서는, 먼저 도 23에 도시된 바와 같이, 제2 엔드 이펙터(7)의 가동 블레이드(12)로 카세트(29)의 맨 밑의 청정한 웨이퍼(W)를 취출한다. 계속해서, 도 24에 도시된 바와 같이, 제1 엔드 이펙터(6)의 가동 블레이드(9)로 카세트(29)의 맨 위의 청정한 웨이퍼(W)를 취출한다. 이와 같이 해서 2매의 청정한 웨이퍼(W)를 동시에 보유지지한 상태에서, 로봇(1)을 구동해서 2매를 동시에 반송선(搬送先: 반송처)의 다른 카세트 등으로 이송한다.
한편, 도 23 및 도 24에 있어서는 단순화를 위해, 사용하지 않는 엔드 이펙터(핸드)를 전후방향으로 퇴피시키도록 하고 있으나, 지면(紙面) 상하방향의 축 주위의 회전에 의해 지면의 안쪽 방향으로 퇴피시키도록 해도 좋다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명하였으나, 상기 실시형태는 본 발명의 범위 내에서 적절히 변경할 수 있다.

Claims (37)

  1. 로봇의 아암에 장착되도록 구성된 엔드 이펙터에 있어서,
    각각이 기판을 보유지지할 수 있도록 구성된 복수의 블레이드 부재로서, 상기 블레이드 부재끼리의 블레이드 간격을 변경할 수 있도록 구성된 복수의 블레이드 부재와,
    상기 복수의 블레이드 부재를 지지하는 블레이드 지지부로서, 상기 로봇에 의해 상기 복수의 블레이드 부재와 일체적으로 구동되는 블레이드 지지부와,
    상기 복수의 블레이드 부재 중의 적어도 1개를 다른 블레이드 부재에 대해 이동시켜 상기 블레이드 간격을 변경하는 블레이드 구동수단을 구비한 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 블레이드 부재가, 상기 블레이드 부재에 보유지지된 상기 기판의 표면에 대해 수직한 기판 수직선 방향으로 보았을 때 서로 겹치지 않도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 블레이드 간격이, 상기 블레이드 부재에 보유지지된 상기 기판의 표면에 대해 수직한 기판 수직선 방향에서의 간격인 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  4. 제3항에 있어서, 상기 블레이드 구동수단에 의한 상기 블레이드 부재의 이동방향이, 상기 기판 수직선 방향인 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 블레이드 부재의 각각은, 상기 기판이 당접되는 기판 보유지지부를 갖고,
    상기 블레이드 구동수단에 의해 상기 블레이드 간격을 축소시킴으로써, 상기 복수의 블레이드 부재의 기판 보유지지부끼리가 대략 면일(동일 면)로 되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블레이드 구동수단에 의해 상기 블레이드 간격을 축소시킴으로써, 상기 기판의 표면에 대해 수직한 기판 수직선 방향에서의 상기 복수의 블레이드 부재의 전체의 두께가 소정의 두께보다도 작아지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  7. 제6항에 있어서, 상기 소정의 두께는, 상기 기판의 복수단 재치부에서의 기판 배치 피치에 대응하는 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  8. 제6항에 있어서, 상기 소정의 두께는, 상기 기판의 복수단 재치부에서의 인접하는 재치부 사이의 블레이드 존재 가능 두께인 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블레이드 구동수단은, 상기 블레이드 간격에 대해 최대 간격과 최소 간격 중의 어느 하나를 선택적으로 규정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  10. 제9항에 있어서, 상기 블레이드 구동수단은, 유체압 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블레이드 구동수단은, 상기 블레이드 간격에 대해 최대 간격과 최소 간격의 사이에서 임의로 규정할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  12. 제11항에 있어서, 상기 블레이드 구동수단은, 서보모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 블레이드 부재는 적어도 3개의 블레이드 부재를 포함하고, 상기 최대 간격은 인접하는 1쌍의 상기 블레이드 부재의 조에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 인접하는 상기 블레이드 부재끼리의 간격이 상기 최대 간격인 경우, 인접하는 상기 블레이드 부재끼리의 간격을 D로 하고, 상기 기판의 복수단 재치부에서의 기판 배치 피치를 P로 하면, nP < D < (n+1)P(n는 0을 포함하는 자연수)인 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 블레이드 부재의 각각이, 상기 기판을 반송할 때에 상기 블레이드 부재로부터 상기 기판이 이탈하지 않도록 상기 기판을 고정하는 고정수단을 갖는 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  16. 제15항에 있어서, 상기 고정수단은, 상기 기판의 가장자리부에 해방가능하게 당접되는 가동 당접부를 가진 엣지 안내기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  17. 제15항에 있어서, 상기 블레이드 구동수단은, 상기 블레이드 간격에 대해 최대 간격과 최소 간격 중 어느 하나를 선택적으로 규정하도록 구성되어 있고,
    인접하는 상기 블레이드 부재의 상기 가동 당접부끼리의 간격이 상기 최대 간격에 맞추어 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  18. 제15항에 있어서, 상기 고정수단은, 상기 기판을 진공흡착하는 흡착부를 포함하는 흡착기구를 가진 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  19. 로봇의 아암에 장착되도록 구성된 엔드 이펙터에 있어서,
    각각이 기판을 보유지지할 수 있도록 구성된 복수의 블레이드 부재로서, 상기 복수의 블레이드 부재 중의 적어도 1개의 블레이드 부재가 다른 블레이드 부재에 대해 이동할 수 있게 구성되어 있는, 복수의 블레이드 부재와,
    상기 복수의 블레이드 부재를 지지하는 블레이드 지지부로서, 상기 로봇에 의해 상기 복수의 블레이드 부재와 일체적으로 구동되는 블레이드 지지부와,
    상기 적어도 1개의 블레이드 부재를 상기 다른 블레이드 부재에 대해 이동시키는 블레이드 구동수단으로서, 상기 블레이드 부재에 보유지지된 상기 기판의 표면에 대해 수직한 기판 수직선 방향에 있어서, 상기 적어도 1개의 블레이드 부재의 기판 보유지지면이 상기 다른 블레이드 부재의 기판 보유지지면보다도 기판 보유지지 측에 위치하는 상태와, 상기 다른 블레이드 부재의 상기 기판 보유지지면이 상기 적어도 1개의 블레이드 부재의 상기 기판 보유지지면보다도 기판 보유지지 측에 위치하는 상태를 절환하는 블레이드 구동수단을 구비한 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  20. 제19항에 있어서, 상기 복수의 블레이드 부재가, 상기 기판 수직선 방향으로 보았을 때 서로 겹치지 않도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 블레이드 구동수단에 의한 상기 블레이드 부재의 이동방향이, 상기 기판 수직선 방향인 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  22. 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 1개의 블레이드 부재의 상기 기판 보유지지면과 상기 다른 블레이드 부재의 상기 기판 보유지지면과의 사이의 상기 기판 수직선 방향에서의 최대 거리가, 상기 기판의 복수단 재치부에서의 기판 배치 피치의 범위 내인 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  23. 제19항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 수직선 방향에서의 상기 복수의 블레이드 부재의 전체의 최대 두께가, 상기 기판의 복수단 재치부에서의 인접하는 재치부의 사이의 블레이드 존재 가능 두께 이하인 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  24. 제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 블레이드 부재가 각각, 상기 기판을 반송할 때에 상기 블레이드 부재로부터 상기 기판이 이탈하지 않도록 상기 기판을 고정하는 고정수단을 가진 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  25. 제24항에 있어서, 상기 고정수단은, 상기 기판의 가장자리부에 해방가능하게 당접되는 가동 당접부를 가진 엣지 안내기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  26. 제24항에 있어서, 상기 고정수단은, 상기 기판을 진공흡착하는 흡착부를 포함하는 흡착기구를 가진 것을 특징으로 하는 엔드 이펙터.
  27. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 기재된 엔드 이펙터와, 상기 엔드 이펙터가 장착된 아암을 구비한 것을 특징으로 하는 로봇.
  28. 제19항 내지 제26항 중 어느 한 항에 기재된 엔드 이펙터와, 상기 엔드 이펙터가 장착된 아암을 구비한 것을 특징으로 하는 로봇.
  29. 제27항에 있어서, 상기 아암에는, 상기 엔드 이펙터에 더해, 상기 엔드 이펙터와는 독립해서 구동할 수 있는 추가의 엔드 이펙터가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇.
  30. 제28항에 있어서, 상기 아암에는, 상기 엔드 이펙터에 더해, 상기 엔드 이펙터와는 독립해서 구동할 수 있는 추가의 엔드 이펙터가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇.
  31. 제30항에 있어서, 상기 엔드 이펙터의 상기 블레이드의 상기 기판 보유지지면과 상기 추가의 엔드 이펙터의 블레이드의 기판 보유지지면과의 간격이, 상기 기판의 복수단 재치부에서의 기판 배치 피치인 것을 특징으로 하는 로봇.
  32. 제29항 또는 제30항에 있어서, 상기 추가의 엔드 이펙터는, 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 기재된 엔드 이펙터인 것을 특징으로 하는 로봇.
  33. 제29항 또는 제30항에 있어서, 상기 추가의 엔드 이펙터는, 각각 상기 기판을 보유지지할 수 있도록 구성된 복수의 블레이드 부재를 갖고, 상기 추가의 엔드 이펙터의 상기 블레이드 부재끼리의 간격이 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 로봇.
  34. 제27항에 기재된 로봇의 운전방법으로서,
    상기 엔드 이펙터의 2개 이상의 블레이드 부재를 이용해서 2매 이상의 상기 기판을 동시에 반송하는 공정과,
    상기 블레이드 구동수단에 의해 상기 블레이드 간격을 축소시킨 상태에서, 상기 엔드 이펙터로 1매의 상기 기판을 반송하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 로봇의 운전방법.
  35. 제29항 내지 제33항 중 어느 한 항에 기재된 로봇의 운전방법으로서,
    상기 엔드 이펙터 및 상기 추가의 엔드 이펙터 양쪽을 이용해서 복수의 상기 기판을 동시에 반송하는 공정과,
    상기 엔드 이펙터 또는 상기 추가의 엔드 이펙터 중 어느 한쪽을 이용해서 1매 또는 복수의 상기 기판을 반송하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 로봇의 운전방법.
  36. 제28항에 기재된 로봇의 운전방법으로서,
    상기 적어도 1개의 블레이드 부재와 상기 다른 블레이드 부재에서 적용조건을 바꾸는 것을 특징으로 하는 로봇의 운전방법.
  37. 제36항에 있어서, 상기 적용 조건이, 클린용과 비클린용의 가려 쓰기 및/또는, 고온용과 저온용의 가려 쓰기에 관한 것을 특징으로 하는 로봇의 운용방법.
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