KR20160118244A - 엔드 이펙터 및 기판 반송 로봇 - Google Patents

엔드 이펙터 및 기판 반송 로봇 Download PDF

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KR20160118244A
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야스히코 하시모토
다카유키 후쿠시마
료스케 가나마루
신야 기노시타
다이키 미야가와
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가와사끼 쥬고교 가부시끼 가이샤
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Abstract

본 엔드 이펙터(700)는 기판 수용부에 수용된 복수의 기판 중 최하단 기판의 하방 또는 최상단의 기판의 상방에 적어도 일부가 진입하는 핸드 기부(701)와, 핸드 기부(701)에 설치되고, 최하단의 기판 또는 최상단의 기판을 포함하는 2장 이상의 기판을 지지하기 위한 기판 유지 수단(702)과, 최하단의 기판 또는 최상단의 기판에 대향하는 핸드 기부(701)의 표면을 포함하는 기준면으로부터의 기판 유지 수단(702)의 돌출량을 변경하기 위한 돌출량 변경 수단(703)을 구비한다. 돌출량 변경 수단(703)은, 기판 유지 수단(702)의 전체에 대하여 구동력을 부여하는 단일 구동원(706)을 갖는다.

Description

엔드 이펙터 및 기판 반송 로봇{END EFFECTOR AND SUBSTRATE TRANSFER ROBOT}
본 발명은, 로봇의 엔드 이펙터 및 이 엔드 이펙터를 구비한 기판 반송 로봇에 관련된, 특히, 2장 이상의 기판을 유지할 수 있는 엔드 이펙터 및 이 엔드 이펙터를 구비한 기판 반송 로봇에 관한 것이다.
종래, 반도체 제조용의 웨이퍼나 액정 패널 제조용 유리 기판과 같은 기판(판상 부재)을 반송하기 위하여, 엔드 이펙터를 구비한 기판 반송 로봇이 사용되고 있다.　
기판 반송 로봇은, 로봇 컨트롤러에 접속된 교시(敎示) 장치를 통하여 기판의 반송 위치가 교시되고, 그 교시된 반송 위치간을 반복하여 동작하여 기판을 반송한다. 예를 들면, 복수의 웨이퍼가 수납된 기판 수용부(예를 들면 FOUP)로부터 웨이퍼를 취출하고, 다른 기판 수용부(예를 들면 FOUP)에, 혹은 웨이퍼 처리 장치측에 웨이퍼를 반송한다.　
반송원으로부터 반송처로의 기판 반송 효율을 높이기 위하여, 복수의 기판을 유지하여 동시에 반송하는 엔드 이펙터가 제안되어 있다. 이러한 종류의 엔드 이펙터는, 유지 대상의 복수의 기판의 하방에 적어도 일부가 진입하는 핸드 기부(基部)와, 이 핸드 기부에 설치되고, 복수의 기판을 유지 가능한 기판 유지 수단을 갖는 배치(batch) 반송식의 핸드를 구비하고 있다.
일본 특허공개 2003-309166호 공보 국제 공개 WO2013/021645 일본 특허 제2925329호 공보 일본 특허공개 평 5-235147호 공보 일본 특허공개 평 11-163096호 공보 일본 특허공개 2001-118909호 공보 일본 특허공개 2001-291759호 공보 일본 특허공개 2005-340729호 공보 일본 특허공개 소 61-152385호 공보 일본 특허공개 2009-12088호 공보 일본 특허공개 평 4-92446호 공보
그런데, 2장 이상의 기판을 동시에 유지하는 배치 반송식 핸드에 있어서, 기판 유지 위치의 상하 피치를 변환 가능하게 하는 등의 목적으로, 핸드 기부로부터의, 기판 유지 수단의 수직 방향의 돌출량을 변경 가능하게 하기 위해서는, 복잡한 기구가 필요하다.
여기서, 본 발명은, 핸드 기부로부터의 기판 유지 수단의 수직 방향의 돌출량을 변경 가능하게 하기 위한 기구를 간소화할 수 있는 엔드 이펙터 및 기판 반송 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제1의 양태는, 2장 이상의 기판을 유지할 수 있는 엔드 이펙터로서, 기판 수용부에 수용된 복수의 기판 중 최하단의 기판의 하방 또는 최상단의 기판의 상방에 적어도 일부가 진입하는 핸드 기부와, 상기 핸드 기부에 설치되고, 상기 최하단의 기판 또는 상기 최상단의 기판을 포함하는 상기 2장 이상의 기판을 지지하기 위한 기판 유지 수단과, 상기 최하단의 기판 또는 상기 최상단의 기판에 대향하는 상기 핸드 기부의 표면을 포함하는 기준면으로부터의 상기 기판 유지 수단의 돌출량을 변경하기 위한 돌출량 변경 수단을 구비하고, 상기 돌출량 변경 수단은, 상기 기판 유지 수단의 전체에 대하여 구동력을 부여하는 단일 구동원을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2의 양태는, 제1의 양태에 있어서, 상기 돌출량 변경 수단에 의해서 상기 기판 유지 수단의 돌출량을 변경함으로써, 상기 기판 유지 수단에 의하여 유지하는 상기 2장 이상의 기판의 상하 피치가 변화하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3의 양태는, 제1 또는 제2의 양태에 있어서, 상기 기판 유지 수단은, 상기 기판의 가장자리부를 지지하기 위하여 상기 핸드 기부의 선단측에 설치된 좌우 2조(組)의 기판 지지부의 조와, 상기 기판의 가장자리부를 지지하기 위하여 상기 핸드 기부의 기단측에 설치된 좌우 2조의 기판 지지부의 조를 갖고, 상기 핸드 기부의 선단측의 상기 기판 지지부의 좌우의 조가 서로 연결되어 있고, 상기 핸드 기부의 기단측의 상기 기판 지지부의 좌우의 조가 서로 연결되고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제4의 양태는, 제1 내지 제3 중 어느 하나의 양태에 있어서, 상기 최하단의 기판의 하방 또는 상기 최상단의 기판의 상방에 진입하는 상기 핸드 기부의 상기 적어도 일부는, 좌우 방향에 있어서 300㎜보다도 작은 폭을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제5의 양태는, 제1 내지 제4 중 어느 하나의 양태에 있어서, 상기 핸드 기부는, 상기 기판 유지 수단이 배치된 전방 부분과, 상기 전방 부분과 일체로 형성된 후방 부분을 갖고, 상기 후방 부분은, 상기 전방 부분보다도 상하 방향의 두께가 두꺼운 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제6의 양태는, 제1 내지 제5 중 어느 하나의 양태에 있어서, 상기 기판 유지 수단은, 상기 기판의 가장자리부를 지지하기 위하여 상기 핸드 기부의 선단측에 설치된 좌우 2조의 기판 지지부의 조와, 상기 기판의 가장자리부를 지지하기 위하여 상기 핸드 기부의 기단측에 설치된 좌우 2조의 기판 지지부의 조를 갖고, 상기 기판 유지 수단에 의해서 상기 2장 이상의 기판을 유지하는 상태에 있어서, 전후에 대응하는 2조의 상기 기판 지지부의 조는, 좌우 방향을 따라서 경사진 높이의 경사 방향이 서로 반대인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제7의 양태는, 제1 내지 제6 중 어느 하나의 양태에 있어서, 상기 기판 유지 수단은, 상기 2장 이상의 기판의 각각의 가장자리부의 3개소를 지지하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제8의 양태는, 제7의 양태에 있어서, 상기 기판 유지 수단은, 상기 기판의 가장자리부를 지지하기 위하여 상기 핸드 기부의 선단측에 설치된 좌우 2조의 기판 지지부의 조와, 상기 기판의 가장자리부를 지지하기 위하여 상기 핸드 기부의 기단측에 설치된 좌우 2조의 기판 지지부의 조를 갖고, 상기 선단측의 상기 좌우 2조의 기판 지지부의 조는, 각각의 조에서 상이한 기판을 지지하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제9의 양태는, 제1 내지 제8 중 어느 하나의 양태에 있어서, 상기 기판 유지 수단은, 상기 기판의 가장자리부를 지지하기 위한 복수의 기판 지지부를 갖고, 상기 2장 이상의 기판 중 상기 기준면에 가장 가까운 위치의 기판을 지지하기 위한 기판 지지부가, 상기 핸드 기부에 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제10의 양태는, 제1 내지 제9 중 어느 하나의 양태에 있어서, 상기 기판 유지 수단은, 상기 기판의 가장자리부를 지지하기 위한 복수의 기판 지지부를 갖고, 상기 기판 지지부 또는 이와 일체로 형성된 부재의 적어도 일부가, 충격력을 받았을 때에 변형하기 쉬운 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제11의 양태는, 제1 내지 제10 중 어느 하나의 양태에 있어서, 상기 기판 유지 수단은, 상기 핸드 기부를 갖는 엔드 이펙터 본체의 선단측에 설치되고, 상기 기판의 이면 가장자리부를 지지하는 기판 재치면을 포함하는 기판 지지부와, 상기 기판 지지부에 외력이 가해졌을 때에 상기 외력에 따라서 상기 기판 지지부가 변위하도록 상기 기판 지지부를 상기 엔드 이펙터 본체의 선단측에 접속하는 기판 지지부 접속 기구를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제12의 양태는, 제11의 양태에 있어서, 상기 기판 지지부 접속 기구는, 상기 기판 지지부의 기단부를 상기 엔드 이펙터 본체의 선단측에 회동 가능하게 접속하기 위한 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제13의 양태는, 제12의 양태에 있어서, 상기 기판 지지부 접속 기구는, 상기 엔드 이펙터 본체에 대한 상기 기판 지지부의 회동 동작에 저항을 부여하기 위한 저항 부여 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제14의 양태는, 제12 또는 제13의 양태에 있어서, 상기 엔드 이펙터 본체에 대한 상기 기판 지지부의 회동 동작의 회전 축선이 상하 방향에 대하여 직교하는 방향으로 배향되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제15의 양태는, 제11 내지 제14 중 어느 하나의 양태에 있어서, 상기 기판 지지부에 상기 외력이 가해졌을 때의 상기 기판 지지부의 변위를 금지하기 위한 변위 금지 수단을 더 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제16의 양태는, 제15의 양태에 있어서, 상기 변위 금지 수단은, 상기 기판 지지부에 대하여 진퇴 가능한 접촉부와, 변위 전의 위치에 있는 상기 기판 지지부에 도달할 수 있는 도달 위치와 상기 변위 전의 위치에 있는 상기 기판 지지부로부터 이격한 이격 위치의 사이에서 상기 접촉부를 이동시키기 위한 접촉부 구동 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제17의 양태는, 제15 또는 제16의 양태에 있어서, 상기 기판 지지부를 상방 위치와 하방 위치의 사이에서 이동시키기 위한 기판 지지부 구동 수단을 더 구비하고, 상기 기판 지지부의 상하 방향의 위치에 따라서 상기 변위 금지 수단에 의한 상기 기판 지지부의 변위의 제한 상태와 비제한 상태가 바뀌는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제18의 양태는, 제17의 양태에 있어서, 상기 기판 지지부는, 상기 외력에 따라서 그 기단부를 중심으로 회전 가능하고, 상기 변위 금지 수단은, 상기 외력에 따라서 회전한 상기 기판 지지부를 상기 기판 지지부 구동 수단에 의해서 하방으로 이동할 때에 상기 기판 지지부에 맞닿아 상기 기판 지지부를 회전 전의 위치로 복귀시키는 접촉부를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제19의 양태는, 제17 또는 제18의 양태에 있어서, 상하 방향이 상이한 위치에 각각 배치된 복수의 상기 기판 지지부를 구비하고, 상기 기판 지지부 구동 수단은, 복수의 상기 기판 지지부의 상하 방향의 피치를 변경하기 위한 수단인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제20의 양태는, 제11 내지 제19 중 어느 하나의 양태에 있어서, 상기 기판 지지부는, 상기 엔드 이펙터의 기단측으로부터 선단측을 향하는 전진 방향으로 상기 엔드 이펙터를 이동시켰을 때에 상기 기판 지지부가 주위의 물체와 충돌했을 때에 생기는 상기 외력에 따라서 변위하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제21의 양태는, 제11 내지 제20 중 어느 하나의 양태에 있어서, 상기 외력에 의한 상기 기판 지지부의 변위를 검지하기 위한 변위 검지 수단을 더 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제22의 양태에 의한 기판 반송 로봇은, 제1 내지 제21 중 어느 하나의 양태에 의한 엔드 이펙터와, 상기 엔드 이펙터가 선단에 장착된 다관절 아암을 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 각종 참고예를 이하에 나타낸다.
본 발명의 제1 참고예의 어느 양태에 관련된 엔드 이펙터 장치는, 수납 공간을 갖는 핸드와, 상기 핸드에 설치되어, 각 판상 부재의 주연부의 주방향에 있어서의 서로 다른 부위를 각각 유지하도록 하여 복수의 상기 판상 부재를 각각 유지하도록 구성된 복수의 유지부를 구비하고,
각 상기 유지부는, 모든 상기 유지부에 의해서 상기 복수의 판상 부재가 1개의 평면에 대략 평행하게 또한 그 1개의 평면에 대략 직교하는 제1 방향으로 서로 간격을 두고 배치되도록 그 복수의 판상 부재의 주연부를 각각 받치는 복수의 받침부와, 그 복수의 받침부를 각각 상기 제1 방향으로 직선 이동시켜 상기 간격을 변환하도록 구성된, 피치 변환 기구를 포함하고,
상기 피치 변환 기구의 상기 복수의 받침부와 일체로 각각 직선 이동하는 복수의 직선 이동부가 상기 핸드의 외부에 노출되도록 그 핸드에 설치되고, 상기 피치 변환 기구의 상기 복수의 직선 이동부를 각각 구동하는 복수의 구동부가 상기 핸드의 수납 공간에 수납되어 있다.
이 구성에 따르면, 피치 변환 기구는, 각 받침부에 대응하는 직선 이동부와 구동부로 구분된다. 직선 이동부는 핸드의 외부에 노출되지만, 직선 이동부는 판상 부재를 받치는 받침부와 함께 직선 이동하므로 판상 부재와 닿지 않고 또한 내부에 작동 기구를 포함하지 않으므로 파티클을 발생하지 않는다. 한편, 구동부는 내부에 작동 기구를 포함하므로, 파티클을 발생할 수 있지만, 판상 부재의 배치 방향인 제1 방향에 있어서 판상 부재를 받치는 받침부와 이격되고 또한 핸드의 내부에 수납된다. 이에 따라, 판상 부재가 피치 변환 기구에 기인하는 파티클에 의해서 오염되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 피치 변환 기구의 구동부는, 받침부의 바로 가까이에 존재한다. 이에 따라, 받침부의 간격을 변환하는 동작의 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 상기 핸드는, 상기 1개의 평면에 대략 평행한 제2 방향으로 연장되도록 형성된 중공의 본체부와, 상기 본체부의 기단부에 상기 제2 방향으로 전진 및 후퇴 가능하게 연결된 중공의 가동부를 포함하고, 상기 복수의 유지부는, 상기 본체부의 선단부에 설치된 제1 유지부와, 상기 가동부에 설치된 제2 유지부를 포함해도 된다.
이 구성에 따르면, 판상 부재는, 핸드의 본체부의 선단부에 설치된 제1 유지부의 받침부와, 핸드의 가동부에 설치된 제2 유지부의 받침부에 의해서 유지되므로, 판상 부재는 안정되게 유지된다.
또한, 상기 가동부가 전진했을 때, 상기 제1 유지부와 상기 제2 유지부에 의해서 상기 복수의 판상 부재의 주연부가 끼움 지지되도록 유지되고, 또한 상기 가동부가 후퇴했을 때, 상기 제2 파지부로부터 상기 복수의 판상 부재의 주연부가 해방되도록 구성되어도 된다.
이 구성에 따르면, 제1 유지부와 제2 유지부에 의해서, 복수의 판상 부재를 파지하므로, 핸드를 이동시켰을 때에 판상 부재가 위치 어긋나는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 제1 참고예는, 복수의 판상 부재를 유지함과 더불어 유지한 판상 부재의 간격을 변환하는 피치 변환 기구를 구비하고, 당해 피치 변환 기구에 의해서 발생하는 파티클에 의해 판상 부재가 오염되는 것을 경감 가능한 엔드 이펙터 장치를 제공할 수 있다.
제1의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예는, 로봇 아암에 장착되는 엔드 이펙터로서, 각각 독립적으로 구동 가능한 제1의 핸드 및 제2의 핸드를 구비하고, 상기 제1의 핸드는, 기판 수용부에 수용된 상하에 인접하는 기판끼리의 사이에 삽입 가능한 핸드 본체를 갖고, 상기 상하에 인접하는 기판끼리의 사이에 삽입된 상기 핸드 본체의 직상(直上) 또는 직하(直下)의 기판을 유지하도록 구성되어 있고, 상기 제2의 핸드는, 기판 수용부에 수용된 복수의 기판 중 최하단의 기판의 하방 또는 최상단의 기판의 상방에 적어도 일부가 진입하는 핸드 기부와, 상기 핸드 기부에 설치되고, 상기 최하단의 기판 또는 상기 최상단의 기판을 포함하는 2장 이상의 기판을 유지하는 기판 유지 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.
제2의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예는, 제1의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예에 있어서, 상기 제1의 핸드 및 상기 제2의 핸드가, 각각, 상기 기판 수용부에 액세스할 때의 공용 위치와, 상기 기판 수용부에 액세스하지 않을 때의 퇴피 위치를 전환 가능한 것을 특징으로 한다.
제3의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예는, 제1 또는 제2의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예에 있어서, 상기 기판 유지 수단은, 상기 2장 이상의 기판의 각 이면 가장자리부를 지지하기 위한 복수의 기판 지지부로서, 적어도 기판 유지 상태에 있어서는 상하 방향이 상이한 높이에 배치되는 복수의 기판 지지부를 갖는 것을 특징으로 한다.
제4의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예는, 제3의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예에 있어서, 상기 복수의 기판 지지부의 상하 피치가 가변이며, 상기 기판 유지 수단은, 상기 복수의 기판 지지부의 상기 상하 피치의 변경에 수반하여, 그 높이가 변화하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
제5의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예는, 제3 또는 4의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예에 있어서, 상기 복수의 기판 지지부는, 상기 기판 지지부의 이동 방향으로부터 보아 적어도 일부가 서로 겹치지 않는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
제6의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예는, 제5의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예에 있어서, 상기 복수의 기판 지지부의 상하 피치가 가변이며, 상기 상하 방향으로부터 본 상기 복수의 기판 지지부의 위치가, 상기 상하 피치를 변경해도 변화하지 않는 것을 특징으로 한다.
제7의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예는, 제1 내지 제6 중 어느 하나의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예에 있어서, 상기 제1의 핸드는, 복수의 상기 핸드 본체를 갖는 것을 특징으로 한다.
제8의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예는, 제7의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예에 있어서, 상기 복수의 핸드 본체의 상하 피치가 가변인 것을 특징으로 한다.
제9의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예는, 제1 내지 제8 중 어느 하나의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예에 있어서, 상기 기판의 직경이 300㎜이며, 상기 제2의 핸드의 기판 유지 장수가 5장이며, 상기 제2의 핸드 전체 중, 상기 기판 수용부에 수용된 기판과 상하 방향으로부터 보아 겹치는 영역을 기판 반송시에 통과하는 부분의 높이가 60㎜ 이하인 것을 특징으로 한다.
제10의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예는, 제1 내지 제8 중 어느 하나의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예에 있어서, 상기 기판의 직경이 450㎜이며, 상기 제2의 핸드의 기판 유지 장수가 5장이며, 상기 제2의 핸드 전체 중, 상기 기판 수용부에 수용된 기판과 상하 방향으로부터 보아 겹치는 영역을 기판 반송시에 통과하는 부분의 높이가 72㎜ 이하인 것을 특징으로 한다.
제11의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예의 기판 반송 로봇은, 제1 내지 제 10 중 어느 하나의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예의 엔드 이펙터와, 상기 엔드 이펙터가 장착된 로봇 아암을 구비한 것을 특징으로 한다.
제12의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예의 기판 처리 시스템은, 제11의 특징에 의한 기판 반송 로봇을 포함하는 기판 반송 시스템과, 상기 기판 반송 시스템에서 반송되는 기판을 처리하기 위한 기판 처리 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
제13의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예는, 제11의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예의 기판 반송 로봇과, 복수의 기판을 수용하기 위한 상기 기판 수용부를 구비한 기판 반송 시스템으로서, 상기 기판 수용부의 기판 수용 장수를 N으로 하고, 상기 기판 수용부의 상하 방향의 한쪽의 단부 영역으로부터 상기 제1의 핸드에 의해서 반출하는 기판의 장수를 M으로 하고, 상기 제2의 핸드의 기판 유지 장수를 n으로 하고, 상기 제1의 핸드에 의해서 M장의 기판을 반출했을 때에 상기 기판 수용부의 상기 한쪽의 단부 영역에 형성되는 스페이스의 높이를 H로 하고, 상기 제2의 핸드 전체 중, 상기 기판 수용부에 수용된 기판과 상하 방향으로부터 보아 겹치는 영역을 기판 반송시에 통과하는 부분의 높이를 h로 한 경우, H＞h 또한 (N－M)＝n×(양의 정수)가 성립되는 것을 특징으로 한다.
제14의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예는, 제11의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예의 기판 반송 로봇을 이용한 기판 반송 방법으로서, 반송원의 상기 기판 수용부의 상하 방향의 한쪽의 단부 영역에 존재하는 1장 또는 복수장의 기판을 상기 제1의 핸드에 의해서 반출하는 제1 반송 공정과, 상기 제1 반송 공정에 의해서 상기 1장 또는 복수장의 기판이 반출된 상기 한쪽의 단부 영역에 상기 제2의 핸드를 삽입하여 복수의 기판을 동시에 반출하는 제2 반송 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.
제15의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예는, 제14의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예에 있어서, 상기 제1 반송 공정 후에 반송원의 상기 기판 수용부에 남아 있는 기판의 전체를 상기 제2의 핸드에 의해서 반출하는 것을 특징으로 한다.
제16의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예는, 제14의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예에 있어서, 상기 제1 반송 공정에 있어서 상기 제1의 핸드에 의해서 반출하는 기판의 수를 M, 상기 기판 수용부의 기판 수용 장수를 N, 상기 제2의 핸드의 기판 유지 장수를 n으로 했을 때, M＝N－n×(양의 정수)를 만족하는 것을 특징으로 한다.
제17의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예는, 제16의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예에 있어서, M＝5, n＝5인 것을 특징으로 한다.
제18의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예는, 제14 내지 제17 중 어느 하나의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예에 있어서, 상기 제1 반송 공정에 있어서 반송원의 상기 기판 수용부의 상기 한쪽의 단부 영역으로부터 반출한 기판을, 반송처의 기판 수용부의 상하 방향의 한쪽의 단부 영역에 반입하고, 반송원의 상기 기판 수용부의 상기 한쪽의 단부 영역과, 반송처의 상기 기판 수용부의 상기 한쪽의 단부 영역이, 상하 반대인 것을 특징으로 한다.
제19의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예는, 제14의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예에 있어서, 상기 제1 반송 공정 후에 반송원의 상기 기판 수용부에 남아 있는 기판의 일부를 상기 제2의 핸드에 의해서 반출하고, 상기 제1 반송 공정 후에 반송원의 상기 기판 수용부에 남아 있는 상기 기판의 일부를 상기 제2의 핸드에 의해서 반출하고, 반송처의 기판 수용부의 상하 방향의 중간 영역에 반송하고, 반송원의 상기 기판 수용부의 상하 방향의 다른쪽의 단부 영역에 남아 있는 기판을, 상기 제1의 핸드에 의해서 반출하고, 반송처의 상기 기판 수용부의 상하 방향의 한쪽의 단부 영역에 반입하고, 반송원의 상기 기판 수용부의 상기 한쪽의 단부 영역과, 반송처의 상기 기판 수용부의 상기 한쪽의 단부 영역이, 상하 반대인 것을 특징으로 한다.
제20의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예는, 제14 내지 19 중 어느 하나의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예에 있어서, 상기 엔드 이펙터는, 제4의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예의 엔드 이펙터이며, 상기 제2 반송 공정에 있어서, 반송원의 상기 기판 수용부의 상기 한쪽의 단부 영역에 상기 제2의 핸드를 최초로 삽입할 때에, 상기 기판 유지 수단의 높이를 그 최대 높이보다도 낮은 높이로 설정하는 것을 특징으로 한다.
제21의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예는, 제20의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예에 있어서, 상기 제1 반송 공정의 후에 상기 제2의 핸드를 상기 기판 수용부의 내부에 2회 이상 삽입하는 경우, 2번째 이후의 삽입시에는, 상기 복수의 기판 지지부의 상기 상하 피치를 최대 피치로 하는 것을 특징으로 한다.
제22의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예의 기판 반송 로봇은, 제1의 로봇 아암과, 상기 제1의 로봇 아암과는 독립적으로 구동 가능한 제2의 로봇 아암과, 상기 제1의 로봇 아암에 장착된 제1의 핸드와, 상기 제1의 핸드와는 독립적으로 구동 가능하고, 상기 제2의 로봇 아암에 장착된 제2의 핸드를 구비하고, 상기 제1의 핸드는, 기판 수용부에 수용된 상하에 인접하는 기판끼리의 사이에 삽입 가능한 핸드 본체를 갖고, 상기 상하에 인접하는 기판끼리의 사이에 삽입된 상기 핸드 본체의 직상 또는 직하의 기판을 유지하도록 구성되어 있고, 상기 제2의 핸드는, 기판 수용부에 수용된 복수의 기판 중 최하단의 기판의 하방 또는 최상단의 기판의 상방에 적어도 일부가 진입하는 핸드 기부와, 상기 핸드 기부에 설치되고, 상기 최하단의 기판 또는 상기 최상단의 기판을 포함하는 2장 이상의 기판을 유지하는 기판 유지 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.
제23의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예는, 제1의 기판 반송 로봇 및 제2의 기판 반송 로봇을 구비한 기판 반송 시스템으로서, 상기 제1의 기판 반송 로봇은, 제1의 핸드가 장착된 제1의 로봇 아암을 갖고, 상기 제1의 핸드는, 기판 수용부에 수용된 상하에 인접하는 기판끼리의 사이에 삽입 가능한 핸드 본체를 갖고, 상기 상하에 인접하는 기판끼리의 사이에 삽입된 상기 핸드 본체의 직상 또는 직하의 기판을 유지하도록 구성되어 있고, 상기 제2의 기판 반송 로봇은, 제2의 핸드가 장착된 제2의 로봇 아암을 갖고, 상기 제2의 핸드는, 기판 수용부에 수용된 복수의 기판 중 최하단의 기판의 하방 또는 최상단의 기판의 상방에 적어도 일부가 진입하는 핸드 기부와, 상기 핸드 기부에 설치되고, 상기 최하단의 기판 또는 상기 최상단의 기판을 포함하는 2장 이상의 기판을 유지하는 기판 유지 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.
제24의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예는, 로봇 아암에 장착되는 엔드 이펙터로서, 각각 독립적으로 구동 가능한 제1의 핸드 및 제2의 핸드를 구비하고, 상기 제1의 핸드는, 기판 수용부에 수용된 상하에 인접하는 기판끼리의 사이에 삽입 가능한 핸드 본체를 갖고, 상기 상하에 인접하는 기판끼리의 사이에 삽입된 상기 핸드 본체의 직상 또는 직하의 기판을 유지하도록 구성되어 있고, 상기 제2의 핸드는, 기판 수용부에 수용된 복수의 기판 중 최하단의 기판의 하방 또는 최상단의 기판의 상방에 적어도 일부가 진입하는 핸드 기부와, 상기 핸드 기부의 적어도 일부가 상기 최하단의 기판의 하방 또는 상기 최상단의 기판의 상방에 배치된 상태에 있어서, 상기 기판 수용부에 수용된 2장 이상의 기판을 포함하는 범위에 걸쳐서 상하 방향으로 연장할 수 있는 기판 유지 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.
제25의 특징에 의한 본 발명의 제2 참고예는, 상기 핸드 기부의 적어도 일부가 상기 최하단의 기판의 하방 또는 상기 최상단의 기판의 상방에 배치된 상태에 있어서, 상기 핸드 기부를 상하 방향으로 이동시키는 일 없이, 상기 기판 유지 수단이 상기 기판 수용부에 수용된 2장 이상의 기판을 포함하는 범위에 걸쳐서 상하 방향으로 연장하는 상태를 달성할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서 중에 있어서 「상(상측, 상방)」 및 「하(하측, 하방)」란, 엔드 이펙터에 유지된 기판의 표면에 수직인 방향에 있어서, 기판의 표면측을 「상(상측, 상방)」, 기판의 이면측을 「하(하측, 하방)」으로 부르는 것이다.
본 발명의 제2 참고예에 의하면, 기판 수용부측의 사정에 의해 배치 반송식 핸드의 사용에 제약이 있는 경우에도, 배치 반송식 핸드를 이용한 기판 반송을 지장없이 행할 수 있다.
본 발명의 제3 참고예는, 로봇 아암의 선단에 장착되는 엔드 이펙터에 있어서, 상기 로봇 아암의 선단에 접속되고, 기판의 이면측에 배치되는 엔드 이펙터 본체와, 상기 엔드 이펙터 본체의 선단측에 설치되고, 상기 기판의 이면 가장자리부를 지지하는 기판 재치면을 포함하는 기판 지지부와, 상기 기판 지지부에 외력이 가해졌을 때에 상기 외력에 따라서 상기 기판 지지부가 변위하도록 상기 기판 지지부를 상기 엔드 이펙터 본체의 선단측에 접속하는 기판 지지부 접속 기구를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 기판 지지부 접속 기구는, 상기 기판 지지부의 기단부를 상기 엔드 이펙터 본체의 선단측에 회동 가능하게 접속하기 위한 수단을 갖는다.
또한, 바람직하게는, 상기 기판 지지부 접속 기구는, 상기 엔드 이펙터 본체에 대한 상기 기판 지지부의 회동 동작에 저항을 부여하기 위한 저항 부여 수단을 갖는다.
또한, 바람직하게는, 상기 엔드 이펙터 본체에 대한 상기 기판 지지부의 회동 동작의 회전 축선이 상하 방향에 대하여 직교하는 방향으로 배향되어 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 기판 지지부에 상기 외력이 가해졌을 때의 상기 기판 지지부의 변위를 금지하기 위한 변위 금지 수단을 더 구비한다.
또한, 바람직하게는, 상기 변위 금지 수단은, 상기 기판 지지부에 대하여 진퇴 가능한 접촉부와, 변위 전의 위치에 있는 상기 기판 지지부에 도달할 수 있는 도달 위치와 상기 변위 전의 위치에 있는 상기 기판 지지부로부터 이격한 이격 위치의 사이에서 상기 접촉부를 이동시키기 위한 접촉부 구동 수단을 갖는다.
또한, 바람직하게는, 상기 기판 지지부를 상방 위치와 하방 위치의 사이에서 이동시키기 위한 기판 지지부 구동 수단을 더 구비하고, 상기 기판 지지부의 상하 방향의 위치에 따라서 상기 변위 금지 수단에 의한 상기 기판 지지부의 변위의 제한 상태와 비제한 상태가 바뀐다.
또한, 바람직하게는, 상기 기판 지지부는, 상기 외력에 따라서 그 기단부를 중심으로 회전 가능하고, 상기 변위 금지 수단은, 상기 외력에 따라서 회전한 상기 기판 지지부를 상기 기판 지지부 구동 수단에 의해서 하방으로 이동할 때에 상기 기판 지지부에 맞닿아 상기 기판 지지부를 회전 전의 위치로 복귀시키는 접촉부를 갖는다.
또한, 바람직하게는, 상하 방향이 상이한 위치에 각각 배치된 복수의 상기 기판 지지부를 구비하고, 상기 기판 지지부 구동 수단은, 복수의 상기 기판 지지부의 상하 방향의 피치를 변경하기 위한 수단이다.
또한, 바람직하게는, 상기 기판 지지부는, 상기 엔드 이펙터의 기단측으로부터 선단측을 향하는 전진 방향으로 상기 엔드 이펙터를 이동시켰을 때에 상기 기판 지지부가 주위의 물체와 충돌했을 때에 생기는 상기 외력에 따라서 변위한다.
또한, 바람직하게는, 상기 외력에 의한 상기 기판 지지부의 변위를 검지하기 위한 변위 검지 수단을 더 구비한다.
본 발명의 제3 참고예에 의한 기판 반송 로봇은, 상기 어느 하나에 기재된 엔드 이펙터와, 상기 엔드 이펙터가 선단에 장착된 다관절 아암을 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서 중에 있어서 「상(상측)」 및 「하(하측)」이란, 엔드 이펙터에 유지된 기판의 표면에 수직인 방향에 있어서, 기판의 표면측을 「상(상측)」, 기판의 이면측을 「하(하측)」으로 부르고 있다.
본 발명의 제3 참고예에 의하면, 엔드 이펙터가 주위의 구조물에 충돌했을 때의 충격력을 감도좋게 완화할 수 있다.
본 발명에 의하면, 핸드 기부로부터의 기판 유지 수단의 수직 방향의 돌출량을 변경 가능하게 하기 위한 기구를 간소화할 수 있는 엔드 이펙터 및 기판 반송 로봇을 제공할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 제1 참고예의 실시 형태에 따른 엔드 이펙터 장치가 이용되는 판상 부재 반송용 로봇의 전체 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 제1 참고예의 실시 형태에 따른 엔드 이펙터 장치가 이용되는 판상 부재 반송용 로봇의 전체 사시도이다.
도 2(a), (b)는 본체부와 가동부의 위치 관계를 나타내는 평면도이다.
도 3(a), (b)는 제1 유지부의 사시도이다.
도 4(a), (b), (c)는 제1 유지부 및 제2 유지부가 반도체 웨이퍼를 유지하여 승강하는 동작의 일 예를 나타내는 측면도이다.
도 5는 핸드의 본체부의 수납 공간을 나타내는 평면도이다.
도 6은 도 5의 피치 변환 기구를 A1 방향으로부터 본 측면도이다.
도 7은 도 5의 피치 변환 기구를 B1 방향으로부터 본 측면도이다.
도 8은 도 5의 피치 변환 기구를 C1 방향으로부터 본 측면도이다.
도 9는 도 5의 피치 변환 기구를 D1 방향으로부터 본 측면도이다.
도 10은 4개의 제1 슬라이더를 동기하여 전후로 구동하는 기구를 나타내는 평면도이다.
도 11(a), (b)는 제2 구동편과 부슬라이드체의 위치 관계를 나타내는 평면도이다.
도 12(a), (b)는 피치 변환 기구의 제1 변형예를 나타내는 사시도이다.
도 13(a), (b)는 피치 변환 기구의 제2 변형예를 나타내는 측면도이다.
도 14(a), (b)는 피치 변환 기구의 제3 변형예를 나타내는 측면도이다.
도 15(a), (b)는 받침부의 변형예를 나타내는 측면도이다.
도 16은 본 발명의 제2 참고예의 일실시 형태에 의한 기판 반송 로봇을 나타낸 평면도이다.
도 17은 도 16에 나타낸 기판 반송 로봇의 측면도이다.
도 18은 도 16에 나타낸 기판 반송 로봇의 블레이드 핸드(제1의 핸드)를 나타낸 평면도이다.
도 19는 도 16에 나타낸 기판 반송 로봇의 배치 반송식 핸드(제2의 핸드)를 나타낸 평면도이다.
도 20a는 도 19에 나타낸 배치 반송식 핸드의 동작을 설명하기 위한 모식도이다.
도 20b는 도 19에 나타낸 배치 반송식 핸드의 동작을 설명하기 위한 다른 모식도이다.
도 21a는 도 19에 나타낸 배치 반송식 핸드의 기판 지지 수단의 동작을 설명하기 위한 모식도이다.
도 21b는 도 19에 나타낸 배치 반송식 핸드의 기판 지지 수단의 동작을 설명하기 위한 다른 모식도이다.
도 22a는 도 16에 나타낸 기판 반송 로봇을 이용하여 반송원의 기판 수용부(FOUP)로부터 기판을 반출하는 프로세스를 설명하기 위한 모식도이다.
도 22b는 도 16에 나타낸 기판 반송 로봇을 이용하여 반송원의 기판 수용부(FOUP)로부터 기판을 반출하는 프로세스를 설명하기 위한 다른 모식도이다.
도 22c는 도 16에 나타낸 기판 반송 로봇을 이용하여 반송원의 기판 수용부(FOUP)로부터 기판을 반출하는 프로세스를 설명하기 위한 다른 모식도이다.
도 22d는 도 16에 나타낸 기판 반송 로봇을 이용하여 반송원의 기판 수용부(FOUP)로부터 기판을 반출하는 프로세스를 설명하기 위한 다른 모식도이다.
도 22e는 도 16에 나타낸 기판 반송 로봇을 이용하여 반송원의 기판 수용부(FOUP)로부터 기판을 반출하는 프로세스를 설명하기 위한 다른 모식도이다.
도 22f는 도 16에 나타낸 기판 반송 로봇을 이용하여 반송원의 기판 수용부(FOUP)로부터 기판을 반출하는 프로세스를 설명하기 위한 다른 모식도이다.
도 22g는 도 16에 나타낸 기판 반송 로봇을 이용하여 반송원의 기판 수용부(FOUP)로부터 기판을 반출하는 프로세스를 설명하기 위한 다른 모식도이다.
도 22h는 도 16에 나타낸 기판 반송 로봇을 이용하여 반송원의 기판 수용부(FOUP)로부터 기판을 반출하는 프로세스를 설명하기 위한 다른 모식도이다.
도 22i는 도 16에 나타낸 기판 반송 로봇을 이용하여 반송원의 기판 수용부(FOUP)로부터 기판을 반출하는 프로세스를 설명하기 위한 다른 모식도이다.
도 22j는 도 16에 나타낸 기판 반송 로봇을 이용하여 반송원의 기판 수용부(FOUP)로부터 기판을 반출하는 프로세스를 설명하기 위한 다른 모식도이다.
도 22k는 도 16에 나타낸 기판 반송 로봇을 이용하여 반송원의 기판 수용부(FOUP)로부터 기판을 반출하는 프로세스를 설명하기 위한 다른 모식도이다.
도 22l은 도 16에 나타낸 기판 반송 로봇을 이용하여 반송원의 기판 수용부(FOUP)로부터 기판을 반출하는 프로세스를 설명하기 위한 다른 모식도이다.
도 23은 도 16에 나타낸 기판 반송 로봇을 포함하는 기판 반송 시스템을 설명하기 위한 모식도이다.
도 24a는 도 16에 나타낸 기판 반송 로봇을 이용하여 반송원의 기판 수용부(FOUP)로부터 반출한 기판을 반송처의 기판 수용부에 반입하는 프로세스를 설명하기 위한 모식도이다.
도 24b는 도 16에 나타낸 기판 반송 로봇을 이용하여 반송원의 기판 수용부(FOUP)로부터 반출한 기판을 반송처의 기판 수용부에 반입하는 프로세스를 설명하기 위한 다른 모식도이다.
도 24c는 도 16에 나타낸 기판 반송 로봇을 이용하여 반송원의 기판 수용부(FOUP)로부터 반출한 기판을 반송처의 기판 수용부에 반입하는 프로세스를 설명하기 위한 다른 모식도이다.
도 25는 도 24c에 나타낸 기판 반송 프로세스의 일변형예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 26은 도 16에 나타낸 기판 반송 로봇의 핸드 전환 기구를 설명하기 위한 모식도이다.
도 27은 도 26에 나타낸 핸드 전환 기구의 일변형예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 28은 도 16에 나타낸 기판 반송 로봇의 엔드 이펙터의 일변형예를 나타낸 모식도이다.
도 29는 도 28에 나타낸 엔드 이펙터의 블레이드 핸드의 피치 변환 동작을 설명하기 위한 모식도이다.
도 30은 상기 실시 형태의 일변형예에 의한 기판 반송 로봇을 나타낸 측면도이다.
도 31은 상기 실시 형태의 일변형예에 의한 기판 반송 시스템을 나타낸 측면도이다.
도 32는 상기 실시 형태의 일변형예에 의한 기판 반송 로봇의 핸드 전환 기구를 나타낸 모식도이다.
도 33은 도 32에 나타낸 핸드 전환 기구를 설명하기 위한 모식도이다.
도 34는 본 발명의 제3 참고예의 일실시 형태에 의한 엔드 이펙터를 구비한 기판 반송 로봇의 사시도이다.
도 35a는 도 34에 나타낸 기판 반송 로봇의 동작을 설명하기 위한 모식도이다.
도 35b는 도 34에 나타낸 기판 반송 로봇의 동작을 설명하기 위한 다른 모식도이다.
도 36(a)는 도 34에 나타낸 기판 반송 로봇의 엔드 이펙터의 선단부를 확대하여 나타낸 부분 단면도이며, (b)는, (a)의 일부를 나타낸 하면도이다.
도 37은 도 36에 나타낸 엔드 이펙터의 선단측 기판 지지부의 회전 지지축의 부분을 확대하여 나타낸 부분 단면도이다.
도 38a는 도 36에 나타낸 엔드 이펙터의 동작을 설명하기 위한 부분 단면도이다.
도 38b는 도 36에 나타낸 엔드 이펙터의 동작을 설명하기 위한 다른 부분 단면도이다.
도 38c는 도 36에 나타낸 엔드 이펙터의 동작을 설명하기 위한 다른 부분 단면도이다.
도 38d는 도 36에 나타낸 엔드 이펙터의 동작을 설명하기 위한 다른 부분 단면도이다.
도 38e는 도 36에 나타낸 엔드 이펙터의 동작을 설명하기 위한 다른 부분 단면도이다.
도 39a는 본 발명의 제3 참고예의 다른 실시 형태에 의한 엔드 이펙터의 선단부를 확대하여 나타낸 부분 단면도이다.
도 39b는 도 39a에 나타낸 엔드 이펙터의 동작을 설명하기 위한 부분 단면도이다.
도 39c는 도 39a에 나타낸 엔드 이펙터의 동작을 설명하기 위한 다른 부분 단면도이다.
도 40은 본 발명의 제3 참고예의 각 실시 형태에 있어서의 변위 검출 수단의 일 예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 41은 본 발명의 제3 참고예의 각 실시 형태에 있어서의 변위 검출 수단의 다른 예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 42는 본 발명의 제3 참고예의 각 실시 형태에 있어서의 변위 검출 수단의 또 다른 예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 43은 본 발명의 일실시 형태에 의한 배치 반송식 핸드를, 핸드 기부의 내부가 보이도록 나타낸 모식적인 평면도이다.
도 44는 도 43에 나타낸 배치 반송식 핸드의 상하 피치 변환 동작을 설명하기 위한 모식적인 평면도이다.
도 45는 도 43에 나타낸 배치 반송식 핸드의 기판 끼워넣음 동작을 설명하기 위한 모식적인 평면도이다.
도 46은 본 발명의 다른 실시 형태에 의한 배치 반송식 핸드를, 핸드 기부의 내부가 보이도록 나타낸 모식적인 사시도이다.
도 47은 배치 반송식 핸드의 기판 유지 수단의 피치 변환 기구의 다른 예를 나타낸 모식적인 단면도이다.
도 48a는 배치 반송식 핸드의 기판 유지 수단의 피치 변환 기구의 다른 예를 나타낸 모식적인 부분 단면도이다.
도 48b는 도 48a에 나타낸 피치 변환 기구의 동작을 설명하기 위한 모식적인 부분 단면도이다.
도 49는 배치 반송식 핸드의 기판 유지 수단의 피치 변환 기구의 다른 예를 나타낸 모식도이다.
도 50은 배치 반송식 핸드의 기판 유지 수단의 피치 변환 기구의 다른 예를 나타낸 모식도이다.
도 51은 본 발명의 다른 실시 형태에 의한 배치 반송식 핸드의 치수를 설명하기 위한 모식적인 평면도이다.
도 52는 본 발명의 다른 실시 형태에 의한 배치 반송식 핸드의 형상을 설명하기 위한 모식적인 측면도이다.
도 53은 배치 반송식 핸드의 기판 유지 수단의 다른 예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 54는 배치 반송식 핸드의 기판 유지 수단의 다른 예를 설명하기 위한 모식도이다.
도 55는 배치 반송식 핸드의 기판 유지 수단의 다른 예를 설명하기 위한 모식도이다.
이하, 본 발명의 제1 참고예의 실시 형태를, 도면을 이용하여 상세히 기술한다. 또한, 이하의 기재에서는 도든 도면에 있어서, 동일하거나 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다. 또한, 이하의 기재에서는, 상하 방향이란 연직 방향을 가리키는 것으로 한다.
＜판상 부재 반송용 로봇의 전체 구성＞
본 발명의 제1 참고예는 판상 부재 반송용 로봇의 아암의 선단부에, 부착되는 엔드 이펙터 장치에 관한 것이다. 먼저 판상 부재 반송용 로봇의 전체를 설명한다. 또한, 판상 부재 반송용 로봇이 반송하는 판상 부재로서, 원판상의 반도체 웨이퍼를 예시하는데, 판상 부재는 그 반도체 웨이퍼에 한정되지 않는다. 예를 들면, 판상 부재는, 반도체 프로세스에 의해서 처리되는 박형 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이용의 유리 기판이어도 된다. 또한, 반도체 웨이퍼는, 반도체 디바이스의 기판 재료이며, 실리콘 웨이퍼, 실리콘 카바이드 웨이퍼, 사파이어 웨이퍼 등을 포함한다.
본 실시 형태에 있어서는, 판상 부재 반송용 로봇은 후기와 같이, 후프로부터 소정의 처리를 행하는 다른 개소에 복수장의 반도체 웨이퍼를 반송할 때에, 인접하는 반도체 웨이퍼의 상하 피치를 변환하는 피치 변환 기구를 구비하고 있다. 이하의 기재에서는, 피치 변환 기구는 후프로부터 다른 개소에 복수장의 반도체 웨이퍼를 반송할 때에 인접하는 반도체 웨이퍼의 상하 피치를 넓히는 동작을 행하는 것으로 한다.
도 1a 및 도 1b는, 판상 부재 반송용 로봇(2)의 전체 사시도이며, 도 1a는 후기의 커버(600)를 장착한 상태를, 도 1b는 그 커버(600)를 떼어낸 상태를 각각 나타낸다. 판상 부재 반송용 로봇(2)은, 반도체 처리 설비 내에 배치되어 복수장의 반도체 웨이퍼를 반송하는 로봇이며, 예를 들면 소위 수평 다관절형의 로봇이다. 그 판상 부재 반송용 로봇(2)은, 예를 들면 상면(床面)에 고정되는 지지대(22)와, 그 지지대(22) 상에 승강 및 선회 가능하게 설치된 아암 지지축(23)과, 그 아암 지지축(23)의 상단부에 일단부가 회전 가능하게 부착되어 수평 방향으로 연장된 아암(20)으로 구성되어 있다. 그 아암(20)의 타단부에는 아암(20)과 겹쳐져 수평 방향으로 연장된 기대(21)의 일단부가 상하로 연장된 축체(24)를 통하여 수평면 내를 회전 가능하게 설치되어 있다. 판상 부재 반송용 로봇(2) 및 후술하는 엔드 이펙터 장치(1)의 동작은, 도시되지 않는 제어 장치에 의해서 제어된다.
기대(21) 상에는, 두껍게 형성된 핸드(3)가 설치되어 있다. 반도체 처리 설비 내에는, 핸드(3)의 선단부에 대향하여, 복수장의 반도체 웨이퍼(9)를 상하로 간격을 두고 수납한 후프(90)가 설치되어 있다. 설명의 편의 상, 본 실시 형태에 있어서는 후프(90) 내에 5장의 반도체 웨이퍼(9)가 높이 방향으로 등간격으로 수납되어 있는 것으로 한다. 아암(20)이 아암 지지축(23)을 중심으로 하여 수평면 내를 회전하고, 또한 기대(21)가 축체(24)를 중심으로 하여 회전함으로써, 핸드(3)는 후프(90)에 대하여 접근 및 이격할 수 있다. 이하의 기재에서는, 핸드(3)가 후프(90)를 향하는 방향을 전방향, 핸드(3)가 후프(90)로부터 멀어지는 방향을 후방향으로 부른다. 또한, 수평면 내에서 전후 방향에, 직교하는 방향을 좌우 방향이라고 부른다. 또한, 핸드(3)의 전방향 및 후방향으로의 이동을 각각 전진 및 후퇴라고 부른다.
여기서, 상기의 반도체 처리 설비는 처리 장치와 반송 장치로 구성되어도 된다. 처리 장치는 반도체 웨이퍼에 소정의 처리를 행하는 장치이다. 반송 장치는 후프(90)와 처리 장치의 사이에서 반도체 웨이퍼를 반송하는 장치이다. 판상 부재 반송용 로봇(2)은 처리 장치 내에 배치되어도 되고, 반송 장치 내에 배치되어도 된다.
또한, 핸드(3)를 구동하는 기구를 핸드 구동 기구라고 부른다. 본 실시 형태에 있어서 핸드 구동 기구는, 아암(20), 기대(21), 지지대(22), 지지축(23), 축체(24)로 구성되어 있다. 핸드 구동 기구는 이 구성에 한정되지 않고, 핸드(3)를 구동하여 반도체 웨이퍼를 반송 가능한 다양한 구성이 채용될 수 있다. 예를 들면, 직교 좌표형, 원통 좌표형, 다관절형, 패러렐 링크형의 구성이 채용될 수 있다.
핸드(3)는, 길이 방향을 기대(21)에 맞추어 기대(21)에 고정된 본체부(30)와, 그 본체부(30)의 길이 방향의 중앙부 양측에 위치하고, 기대(21) 상을 전진 및 후퇴 가능하게 설치된 2개의 가동부(31)를 구비하고 있다. 그 본체부(30)와 가동부(31)는 모두 중공으로 형성되어 있고, 내부에 해당 중공 부분으로 이루어지는 수납 공간이 형성되어 있다. 본체부(30)의 선단부에는, 반도체 웨이퍼(9)를 유지하는 영역에 수평인 대향면(32)이 형성되어 있고, 그 대향면(32)의 주위에, 각각이 반도체 웨이퍼(9)의 주연부를 유지하는 복수의, 도 1a 및 도 1b에서는 4개의 유지부가 설치되어 있다. 유지부는, 본체부(30)의 선단부에, 좌우로 서로 이격하여 설치된 2개의 제1 유지부(4A)와, 각 가동부(31)의 선단부에 설치된 2개의 제2 유지부(4B)로 구성된다. 즉, 복수의 제1 유지부(4A)와 제2 유지부(4B)에 의해서, 반도체 웨이퍼(9)의 주연부의 서로 다른 부위를 유지한다. 핸드(3)와 양 유지부(4A, 4B)에 의해서, 판상 부재 반송용 로봇(2)의 선단부에 부착되는 엔드 이펙터 장치(1)의 주요부가 구성된다.
도 1a에 나타내는 바와 같이, 본체부(30)의 길이 방향의 중앙부 상에는, 커버(600)가 설치되고, 도 1b에 나타내는 바와 같이, 그 커버(600)의 내측에는, 평행 사변형상의 4절 링크 기구(6)가 설치되어 있다.
도 2(a), (b)는, 본체부(30)와 가동부(31)의 위치 관계를 나타내는 평면도이다. 본체부(30) 상의 4절 링크 기구(6)는, 4개의 소 링크판(60)을, 평행 사변형을 이루도록 4개의 연결축(61, 61a, 61b)으로 연결하여 구성된다. 그 4절 링크 기구(6)의 전방에는, 액츄에이터(100)가 설치되고, 그 액츄에이터(100)는 하우징(110) 내에 피스톤(120)을 전후 방향으로 출몰가능하게 설치하여 구성된다.
그 4개의 연결축 중, 가장 후측에 위치하는 연결축이 본체부(30)에 고정되어 있고, 이 연결축을 고정 연결축(61a)이라고 부른다. 그 고정 연결축(61a)에 대하여 4절 링크 기구(6)의 대각선 상에 위치하는 연결축에는 액츄에이터(100)의 피스톤(120)이 부착되어 있고, 이에 따라 그 연결축은 전후로 구동된다. 이 연결축을 피구동 연결축(61b)이라고 부른다. 4개의 연결축 중, 고정 연결축(61a)과 피구동 연결축(61b) 이외의 2개의 연결축(61)은, 각각 좌우로 연장된 접속판(62)을 통하여 가동부(31)에 접속되어 있다.
본체부(30)와 각 가동부(31)의 사이에는, 본체부(30)에 대하여 가동부(31)를 전후 이동 가능하게 연결하는 2개의 회동 보조 링크판(63)이 서로 평행하게 또한 전후로 이격하여 설치되어 있다. 즉, 본체부(30), 가동부(31), 및 2개의 회전 보조 링크판(63)은, 평행 링크를 구성하도록 서로 연결되어 있다.
본체부(30)에 대하여 제2 유지부(4B)를 구동하는 기구를 제2 유지부 구동 기구라고 부른다. 본 실시 형태에 있어서 제2 유지부 구동 기구는, 전술의 4절 링크 기구(6), 접속판(62), 회동 보조 링크판(63), 가동부(31)로 구성되어 있다. 제2 유지부 구동 기구는 이 구성에 한정되지 않고, 본체부(30)에 피스톤이 고정되어, 제2 유지부(4B)에 하우징이 고정된 에어 실린더 등의 액츄에이터가 채용될 수 있다.
도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 피스톤(120)이 하우징(110) 내에 끌려들어간 상태에서는, 가동부(31)는 전진 상태에 있고, 제2 유지부(4B)가 반도체 웨이퍼(9)의 주연부를 유지하고 있다. 이 상태에서, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 피스톤(120)이 하우징(110)으로부터 돌출되면, 피구동 연결축(61b)은 후방으로 이동한다. 고정 연결축(61a)의 양측에 위치하는 2장의 소 링크판(60)이 서로 열리도록 회동하고, 이에 따라 접속판(62)은 고정 연결축(61a)을 중심으로 하여 후방으로 원호 운동한다. 또한, 소 링크판(60)과 회동 보조 링크판(63)은, 서로 평행하며, 소 링크판(60)과 회동 보조 링크판(63)으로 평행 사변형을 구성한다. 가동부(31)는 회동 보조 링크판(63)에 규제되어, 각각의 회동 보조 링크판(63)의 회전 방향(도 2(a)의 화살표 X방향)으로 후퇴한다. 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 제2 유지부(4B)가 반도체 웨이퍼(9)의 주연부로부터 멀어져, 반도체 웨이퍼(9)의 유지를 해제한다.
즉, 후프(90)로부터 반도체 웨이퍼(9)를 취출할 때는, 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 가동부(31)가 전진 방향으로 회전하고, 제2 유지부(4B)가 반도체 웨이퍼(9)의 주연부를 유지한다. 취출한 반도체 웨이퍼(9)를 소정의 처리를 행하는 다른 개소에 올려놓을 때는, 액츄에이터(100)를 작동시키고, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 가동부(31)를 후퇴 방향으로 회전시킨다. 제2 유지부(4B)가 반도체 웨이퍼(9)의 주연부로부터 멀어져, 반도체 웨이퍼(9)의 유지를 해제한다.
소 링크판(60)이 회전할 때에, 소 링크판(60)끼리 닿고, 그 결과, 파티클이 발생하는 일이 있다. 이러한 파티클이 비산하는 것을 막기 위해서, 4절 링크 기구(6)에 커버(600)를 씌우고 있다. 따라서, 4절 링크 기구(6)를 본체부(30) 내에 수납하면, 커버(600)를 설치할 필요는 없다.
본 실시 형태에 있어서, 본체부(30)에 대하여 제1 유지부(4A)는 수평 방향으로는 상대적으로 변위하지 않는다. 한편, 핸드(3)의 본체부(30)에 대하여 제2 유지부(4B)는, 수평 방향, 보다 구체적으로는 전후 방향으로 상대적으로 변위한다. 이와 같이 구성함으로써, 상기의 제2 유지부 구동 기구의 동작을 제1 유지부(4A)에 전달할 필요가 없어져, 구동계를 심플하게 구성하는 것이 가능해진다. 또한, 제1 유지부(4A)의 수평 방향의 동작은 상기의 핸드 구동 기구에 의해서 핸드(3)를 구동함으로써 실현된다.
도 3(a), (b)는, 제1 유지부(4A)의 사시도이다. 도 3(a), (b)에서는 본체부(30)의 좌측의 제1 유지부(4A)를 전방에서 본 상태를 나타내는데, 본체부(30)의 우측의 제1 유지부도 동일한 구성이다.
제1 유지부(4A)는, 파지하여 승강시켜야 할 반도체 웨이퍼(9)의 장수에 대응하여 반도체 웨이퍼(9)의 주연부를 따라서 늘어선 4개의 직선 이동체(40A, 40B, 40C, 40D)와, 각 직선 이동체(40A, 40B, 40C, 40D)를 각각 다른 높이만큼 상승시키는 후기의 피치 변환 기구를 구비하고 있다. 파지하는 반도체 웨이퍼(9)는 5장인데 대하여, 직선 이동체(40A, 40B, 40C, 40D)가 4개인 것은, 최하위의 반도체 웨이퍼(9)는 핸드(3) 상에 고정된 받침부(42)에 지지되어, 승강되지 않기 때문이다.
4개의 직선 이동체(40A, 40B, 40C, 40D)는 상하 이동 가능하게 설치되고, 각 직선 이동체(40A, 40B, 40C, 40D)는 각각 세로로 긴 판재인 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)의 선단부, 즉 상단부에 반도체 웨이퍼(9)의 주연부 하면을 지지하는 받침부(42)를 설치하여 구성되어 있다. 받침부(42)는 수평편(43)의 기단부로부터 접촉벽(44)을 상향으로 돌출하여 형성되고, 그 수평편(43)이 반도체 웨이퍼(9)의 주연부 하면을 받쳐 지지하고, 접촉벽(44)이 반도체 웨이퍼(9)의 주면에 맞닿는다. 제1 유지부(4A)와 제2 유지부(4B)가 반도체 웨이퍼(9)를 유지한 상태에서는, 제1 유지부(4A)의 각 받침부(42)의 접촉벽(44)과 제2 유지부(4B)가 접촉벽(44)에 의해서 반도체 웨이퍼(9)를 내향, 구체적으로는 반경 방향의 중심을 향하여 가압 끼움 지지하고 있다(도 15(a) 참조). 즉, 양 유지부(4A, 4B)에 의해서 반도체 웨이퍼(9)를 에지 그립에 의해 파지하고 있다. 이에 따라, 기대(21) 및 아암(20)이 고속으로 회전해도, 반도체 웨이퍼(9)는 확실히 파지된다.
도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 4개의 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)는 각 받침부(42)의 높이가 최하위로 맞추어진 상태에서, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 받침부(42)가 받쳐야 할 반도체 웨이퍼(9)의 배치 높이 위치에 따른 직선 거리만큼 상승한 상태까지 이동한다. 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)는, 예를 들면, 반도체 웨이퍼(9)의 주연부를 따라서 순서대로 낮아지도록 상승한다. 즉, 직선 이동부(41A)가 가장 높게 상승하고, 직선 이동부(41D)가 가장 낮게 상승한다. 이에 따라, 각 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)에 의해서 유지된 복수장의 반도체 웨이퍼(9)의 상하 간격인 피치가 변환된다. 이하의 기재에서는, 설명의 편의 상, 가장 높게 상승하는 직선 이동부를 제1 직선 이동부(41A)로 하고, 이하, 상승하는 높이가 높은 순서로 제2, 제3, 제4 직선 이동부(41B, 41C, 41D)로 한다. 또한, 제1 내지 제4 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)의 상승의 순서는 상기와는 반대여도 된다.
또한, 제2 유지부(4B)는 제1 유지부(4A)와 마찬가지로, 반도체 웨이퍼(9)의 주연부를 따라서 순서대로 높게 또는 낮아지도록 상승하는 4개의 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)와, 피치 변환 기구를 구비한 구성이다. 제1 유지부(4A)의 받침부(42)와, 그 받침부(42)와 동일한 높이에 위치하는 제2 유지부(4B)의 받침부(42)에 의해서, 반도체 웨이퍼(9)가 유지된다. 그 받침부(42)에 유지된 상태에서, 반도체 웨이퍼(9)는 핸드(3)의 대향면(32)에 대략 평행한 면 내에 위치한다. 즉, 대향면(32)이, 본 발명에 있어서의 「1개의 평면」에 상당하고, 상하 방향이 본 발명의 「제1 방향」에 해당한다. 또한, 전후 방향이, 본 발명에 있어서의 「제2 방향」이다.
도 3(a), (b)에 나타낸 실시 형태에 있어서는, 1개의 제1 유지부(4A)가 구비하는 모든 수평편(43)이 위에서부터 봐서 서로 겹치지 않도록 배치되어 있다. 이와 같이 함으로써, 수평편(43)끼리 서로 간섭하지 않고 피치를 변환할 수 있다. 또한, 이와 같이 함으로써, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 각 받침부(42)의 높이가 최하위로 맞추어진 상태로 할 수 있으므로, 피치를 최소(0mm를 포함한다)로 한 경우의, 본체부(30)의 선단부 및 제1 유지부 전체의 높이를 작게 할 수 있다.
또한, 1개의 제1 유지부(4A)가 구비하는 복수의 수평편(43) 중, 적어도 2개가 위에서 봐서 서로 겹치지 않도록 배치되어 있으면, 적어도 해당 2개의 수평편(43)끼리 서로 간섭하지 않고 피치를 변환할 수 있다.
도 4(a), (b), (c)는, 제1 유지부(4A) 및 제2 유지부(4B)가 반도체 웨이퍼(9)를 유지하여 승강하는 동작의 일예를 나타내는 측면도인데, 반도체 웨이퍼(9)를 유지하여 승강하는 동작은 이에 한정되지 않는다. 도 4(b), (c)에서는, 도시의 편의상, 후프(90)를 도시하지 않는다. 본 실시 형태의 판상 부재 반송용 로봇(2)은, 후프(90)로부터 서로 높이 위치가 상이한 5장의 반도체 웨이퍼(9)를 한번에 취출하여, 인접하는 반도체 웨이퍼(9)의 피치를 넓힌다. 이 상태에서 처리를 해야 할 다른 개소에 반송한다. 최하위의 반도체 웨이퍼(9)를 받치는 받침부(42)는, 핸드(3) 상에 설치되어 있고, 제1 유지부(4A) 및 제2 유지부(4B)는 나머지 4장의 반도체 웨이퍼(9)를 상승시킨다.
핸드(3)는 후프(90)에 대향한 상태에서(도 1B 참조), 가동부(31)가 본체부(30)에 대하여 후방으로 떨어진 도 2(b)에 나타내는 상태에 있다. 이 상태로부터, 아암 지지축(23)이 하강하고, 아암(20) 및 기대(21)가 수평면 내를 회전하여, 핸드(3)가 전진한다. 핸드(3)는 후프(90)의 하측을 통과하여, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 제1 유지부(4A)가 후프(90) 내의 반도체 웨이퍼(9)의 하측 전방, 제2 유지부(4B)가 후프(90) 내의 반도체 웨이퍼(9)의 하측 후방에 위치한다. 제1 유지부(4A) 및 제2 유지부(4B)는 각 받침부(42)가 최하위로 맞추어진 도 3(a)에 나타내는 상태에 있다.
이 후, 아암 지지축(23)이 상승함과 더불어, 제1 내지 제4 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)의 받침부(42)가 각각 다른 높이만큼 상승하고, 각 받침부(42)의 수평편(43)이 대응하는 반도체 웨이퍼(9)의 하면에 대응하는 높이(조금 낮은 위치)에 도달한다. 아암(20) 및 기대(21)가 수평면 내를 회전하고, 핸드(3)가 조금 후퇴하여, 제1 유지부(4A)의 각 받침부(42)가 대응하는 반도체 웨이퍼(9)의 주연부에 접하는 도 4(b)에 나타내는 상태에 도달한다. 이 상태에서, 제2 유지부(4B)는 반도체 웨이퍼(9)의 후방에 위치하고 있다.
이 후, 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 액츄에이터(100)의 피스톤(120)이 하우징(110) 내로 끌려들어가, 가동부(31)가 전진 방향으로 회전하고, 제2 유지부(4B)가 반도체 웨이퍼(9)의 주연부에 접한다. 이 상태에서, 아암 지지축(23)이 조금 상승하고, 제1 유지부(4A) 및 제2 유지부(4B)가 반도체 웨이퍼(9)를 후프(90)로부터 조금 들어 올린다. 아암(20) 및 기대(21)가 수평면 내를 회전하고, 핸드(3)가 후퇴하여, 후프(90)로부터 반도체 웨이퍼(9)를 취출할 수 있다.
후프(90)로부터 반도체 웨이퍼(9)를 취출한 후, 제1 내지 제4 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)의 받침부(42)가 또한 각각 상이한 높이만큼 상승하여, 도 4(c)에 나타내는 바와 같이, 인접하는 반도체 웨이퍼(9)간의 피치를 넓힐 수 있다. 아암(20) 및 기대(21)가 수평면 내를 회전하고, 피치가 넓혀진 복수장의 반도체 웨이퍼(9)는 처리를 행하는 다른 개소에 반송된다. 또한, 모든 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)의 받침부(42)가 상승 완료한 상태에서, 인접하는 직선 이동부의 받침부(42)간의 높이의 차이는 모두 동일한 것을 상정하고 있다.
이하에, 각 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)의 받침부(42)를 각각 상이한 높이만큼 상승시키는 피치 변환 기구(7)를 설명한다.
＜피치 변환 기구의 구성과 동작＞
도 5는, 핸드(3)의 본체부(30)의 수납 공간을 나타내는 평면도이며, 상기의 피치 변환 기구(7)를 나타낸다. 도 6은, 도 5의 피치 변환 기구(7)를 A1 방향으로부터 본 측면도이며, 기대(21)를 도시하지 않는다. 제1 유지부(4A)와 제2 유지부(4B)는 각각 동일한 피치 변환 기구(7)를 구비하고 있고, 설명의 편의상, 도 5에서는 도 1B에서 핸드(3)의 좌측에 위치하는 제1 유지부(4A)의 피치 변환 기구(7)를 나타낸다.
피치 변환 기구(7)는, 상기 각 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)와, 본체부(30) 내를 전후로 슬라이드하는 제1 슬라이더(70)와, 그 제1 슬라이더(70)와 각 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)에 연결되어, 그 제1 슬라이더(70)의 전후 이동을 상하 이동으로 변환하고, 본체부(30) 내의 수납 공간에 배치된 제1 내지 제4의 링크 기구(8A, 8B, 8C, 8D)를 구비하여 구성된다. 즉, 피치 변환 기구(7)는 제1 내지 제4 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)가 본체부(30)의 외부에 위치하고, 제1 슬라이더(70)와 제1 내지 제4의 링크 기구(8A, 8B, 8C, 8D)가 본체부(30)의 수납 공간 내에 위치한다. 또한, 도 1B에 나타내는 바와 같이, 반도체 웨이퍼(9)는 본체부(30)의 상방에 위치하므로, 피치 변환 기구(7)의 제1 슬라이더(70)와 제1 내지 제4의 링크 기구(8A, 8B, 8C, 8D)는 반도체 웨이퍼(9)를 유지하는 받침부(42)의 바로 가까이에 존재한다. 제1 슬라이더(70)와 제1 내지 제4의 링크 기구(8A, 8B, 8C, 8D)에 의해서, 본 발명의 「구동부」를 구성한다.
도 5에서는, 본체부(30)의 가장 안쪽에 위치하는 링크 기구를 제1의 링크 기구(8A)로 하고, 외측을 향함에 따라서, 각각 제2, 제3, 제4의 링크 기구(8B, 8C, 8D)로 한다. 제1 내지 제4의 링크 기구(8A, 8B, 8C, 8D)는, 대응하는 제1 내지 제4 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)에 접속된다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 제1의 링크 기구(8A)는, 제1 슬라이더(70)의 일측부에 설치되고, 기단부가 회전 가능하게 제1 슬라이더(70)에 부착된 장척판인 제1 링크 부재(80)와, 선단부가 그 제1 링크 부재(80)의 길이 방향 중앙부에 위치하는 결합축(88)의 둘레로 회전 가능하게 부착되고, 기단부가 본체부(30)의 저면에 회동 가능하게 부착된 제2 링크 부재(81)와, 제1 링크 부재(80)의 선단부에 회동 가능하게 부착되고, 제1 직선 이동부(41)의 하단부에 고정된 제2 슬라이더(71)를 구비한다. 제1 링크 부재(80)는, 제1 슬라이더(70)와의 부착 개소의 중심이며 좌우 방향으로 연장된 제1축선(L1)을 중심으로 하여 회동하고, 결합축(88)은 제1축선(L1)과 평행한 제2축선(L2)을 중심으로 한다. 또한, 제2 링크 부재(81)의 본체부(30)의 바닥면에의 부착 개소는, 제1축선(L1) 및 제2축선(L2)에 평행한 제3축선(L3)을 중심으로 한다. 제2 슬라이더(71)는 제1축선(L1) 및 제2축선(L2)에 평행한 제4축선(L4)을 중심으로 한다. 제2축선(L2)과 제3축선(L3)의 사이의 거리는, 제1축선(L1)과 제2축선(L2)의 사이의 거리 및 제2축선(L2)과 제4축선(L4)의 사이의 거리와 실질적으로 동일하다. 또한, 제1축선(L1), 제2축선(L2), 및 제4축선(L4)은 실질적으로 동일면 상에 위치한다.
제2 슬라이더(71)는, 본체부(30)의 전단부인 전벽(33)에 형성된 세로로 긴 장공(34)에 끼워져, 전후 이동이 규제되어 상하 이동만이 허용된다.
또한, 도 5에 나타내는 바와 같이, 제1 슬라이더(70)의 측부이며, 제1 링크 부재(80)가 설치된 측과는 반대측에는, 장척판이며 제1 링크 부재(80)보다도 짧은 제3 링크 부재(82)의 기단부가 부착되고, 그 제3 링크 부재(82)는 제1축선(L1)을 중심으로 하여 회동 가능하게 설치된다. 또한, 상기의 결합축(88)은 제1축선(L1)과 평행하게 연장되어 제3 링크 부재(82)에 접속된다. 후기하는 바와 같이, 제1 링크 부재(80)와 제2 링크 부재(81)가 회동하면, 결합축(88)을 통하여 제3 링크 부재(82)도 회동한다.
제1 슬라이더(70)가 후퇴한 상태에서는, 도 6에 일점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 제1 링크 부재(80) 및 제2 링크 부재(81)는 함께 대략 수평 위치에 있고, 제2 슬라이더(71) 및 제1 직선 이동부(41A)의 받침부(42)는 최하위에 위치한다.
도 6에 실선으로 나타내는 바와 같이, 제1 슬라이더(70)가 전진하면, 제2 슬라이더(71)는 전후 이동을 하지 못하고 상하 이동만이 허용되기 때문에, 제1 링크 부재(80)는 제1축선(L1)을 중심으로 하여 제2 슬라이더(71)가 상향이 되도록 회동한다. 제2 링크 부재(81)도 제3축선(L3)을 중심으로 하여 결합축(88)이 상향이 되도록 회동한다. 제1 슬라이더(70)가 소정 거리만큼 전진하면, 제2 슬라이더(71) 및 제1 직선 이동부(41)의 받침부(42)는 최상위에 도달한다. 이 상태에서, 제1 슬라이더(70)가 후퇴하면, 상기와 반대의 동작을 더듬어 제1 직선 이동부(41A)는 하강한다. 또한, 제2 링크 부재(81)는, 제1 링크 부재(80)의 회동을 보조하는 것이므로, 이를 생략해도 된다.
또한, 제1 링크 부재(80) 및 제2 링크 부재(81)가 대략 수평 위치에 있는 상태에서, 제1 슬라이더(70)가 전진하면, 양 링크 부재(80, 81)가 버티어 상향으로 회동하지 않을 가능성이 있다. 환언하면, 결합축(88)의 제2축선(L2)이 제1 링크 부재(80) 및 제2 링크 부재(81)의 사점(死點) 위치에 있으면, 양 링크 부재(80, 81)가 버티어 상향으로 회동하지 않을 가능성이 있다.
여기서, 결합축(88)의 둘레에 도 6에 일점 쇄선으로 나타내는 비틀림 용수철(89)를 설치하고, 그 비틀림 용수철(89)의 레그편을 제1 링크 부재(80)와 제2 링크 부재(81)에 부착하고, 그 결합축(88)을 상향으로 탄성 가압해도 된다. 즉, 비틀림 용수철(89)이 본 발명의 「사점과 반대 방향으로 탄성 가압하는 탄성 가압 기구」를 구성한다. 또한, 제2 슬라이더(71)가 최하위에 위치하는 상태에서, 제2축선(L2)이 제1축선(L1) 및 제3축선(L3)보다도 상측에 위치하고 있으면, 제1 슬라이더(70)가 전진했을 때에, 양 링크 부재(80, 81)가 버틸 가능성은 해소된다.
도 7은, 도 5의 피치 변환 기구(7)를 B1 방향에서 본 측면도이며, 제2의 링크 기구(8B)를 나타낸다. 제2의 링크 기구(8B)는, 상기의 제1 링크 부재(80)와, 일단부가 그 제1 링크 부재(80)의 선단부에 회동가능하게 부착된 제4 링크 부재(83)와, 그 제4 링크 부재(83)의 타단부에 회동 가능하게 부착되고, 제2 직선 이동부(41B)의 하단부에 고정된 제3 슬라이더(72)를 구비한다. 제4 링크 부재(83)와 제3 슬라이더(72)의 부착 개소는, 상기의 제4축선(L4)에 평행하고 서로 실질적으로 동일한 연직면 상에 위치하는 제5축선(L5)을 중심으로 한다. 그 제4 링크 부재(83)는, 제1 링크 부재(80) 상에서 제2 링크 부재(81)가 부착된 면과 반대측의 면에 부착된다.
제1 슬라이더(70)가 후퇴한 상태에서는, 도 7에 일점 쇄선으로 표시하는 바와 같이, 제1 링크 부재(80) 및 제4 링크 부재(83)는 모두 대략 수평 위치에 있고, 제3 슬라이더(72) 및 제2 직선 이동부(41B)의 받침부(42)는 최하위에 위치한다.
도 7에 실선으로 나타내는 바와 같이, 제1 슬라이더(70)가 전진하면, 상기와 같이, 제1 링크 부재(80)는 제1축선(L1)을 중심으로 하여 제3 슬라이더(72)가 샹향이 되도록 회동한다. 제1 슬라이더(70)가 소정 거리만큼 전진하면, 제4 링크 부재(83)는 제2 직선 이동부(41B)의 중량에 의해 타단부가 하향이 되도록 기울어지고, 제3 슬라이더(72) 및 제2 직선 이동부(41B)의 받침부(42)는 최상위에 도달한다.
도 8은, 도 5의 피치 변환 기구(7)를 C1 방향으로부터 본 측면도이며, 제3의 링크 기구(8C)를 나타낸다. 제3의 링크 기구(8C)는, 상기의 제3 링크 부재(82)와, 일단부가 그 제3 링크 부재(82)의 선단부에 회동가능하게 부착된 제5 링크 부재(84)와, 그 제5 링크 부재(84)의 타단부에 회동 가능하게 부착되고, 제3 직선 이동부(41C)의 하단부에 고정된 제4 슬라이더(73)를 구비한다. 제5 링크 부재(84)와 제4 슬라이더(73)의 부착 개소는 제4 축선(L4)에 평행하여 상술의 연직면 상에 위치하는 제6축선(L6)을 중심으로 한다.
제1 슬라이더(70)가 후퇴한 상태에서는, 도 8에 일점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 제3 링크 부재(82) 및 제5 링크 부재(84)는 모두 대략 수평 위치에 있고, 제4 슬라이더(73) 및 제3 직선 이동부(41C)의 받침부(42)는 최하위에 위치한다.
도 8에 실선으로 나타내는 바와 같이, 제1 슬라이더(70)가 전진하면, 상기와 같이, 제3 링크 부재(82)는 제1축선(L1)을 중심으로 하여 제4 슬라이더(73)가 상향이 되도록 회동한다. 제1 슬라이더(70)가 소정 거리만큼 전진하면, 제5 링크 부재(84)는 제3 직선 이동부(41C)의 중량에 의해 타단부가 하향이 되도록 기울어지고, 제4 슬라이더(73) 및 제3 직선 이동부(41C)의 받침부(42)는 최상위에 도달한다.
도 9는, 도 5의 피치 변환 기구(7)를 D1 방향에서 본 측면도이며, 제4의 링크 기구(8D)를 나타낸다. 제4의 링크 기구(8D)는, 상기의 제3 링크 부재(82)와, 일단부가 그 제3 링크 부재(82)의 선단부에 회동가능하게 부착된 제6 링크 부재(85)와, 그 제6 링크 부재(85)의 타단부에 회동 가능하게 부착되고, 제4 직선 이동부(41D)의 하단부에 고정된 제5 슬라이더(74)를 구비한다. 제6 링크 부재(85)와 제5 슬라이더(74)의 부착 개소는 제4축선(L4)에 평행하고 상술의 연직면 상에 위치하는 제7축선(L7)을 중심으로 한다. 그 제6 링크 부재(85)는, 제3 링크 부재(82) 상에서 제5 링크 부재(84)가 부착된 면과 반대측의 면에 부착된다.
제1 슬라이더(70)가 후퇴한 상태에서는, 도 9에 일점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 제3 링크 부재(82) 및 제6 링크 부재(85)는 함께 대략 수평 위치에 있고, 제5 슬라이더(74) 및 제4 직선 이동부(41D)의 받침부(42)는 최하위에 위치한다.
제1 슬라이더(70)가 전진하면, 도 9에 실선으로 나타내는 바와 같이, 제3 링크 부재(82)는 상기와 같이, 제1축선(L1)을 중심으로 하여 제5 슬라이더(74)가 상향이 되도록 회동한다. 제1 슬라이더(70)가 소정 거리만큼 전진하면, 제6 링크 부재(85)는 제4 직선 이동부(41D)의 중량에 의해 타단부가 하향이 되도록 기울어지고, 제5 슬라이더(74) 및 제4 직선 이동부(41D)의 받침부(42)는 최상위에 도달한다.
결합축(88)에 상기의 비틀림 용수철(89)을 끼우고, 그 비틀림 용수철(89)의 레그편을 제3 링크 부재(82)와 제6 링크 부재(85)에 부착하고, 그 결합축(88)을 상향으로 탄성 가압해도 된다.
또한, 상기의 기재에서는, 본체부(30)에 설치된 제1 유지부(4A)의 피치 변환 기구(7)를 설명했는데, 가동부(31)에 설치된 제2 유지부(4B)도 상기와 동일한 구성의 피치 변환 기구(7)를 갖는다. 따라서, 반도체 웨이퍼(9)를 유지한 양 유지부(4A, 4B)의 받침부(42)가 피치 변환 기구(7)에 의해서 높이를 바꿀 수 있다. 제1 유지부(4A)와 제2 유지부(4B)의 합계 4개의 피치 변환 기구(7)는 동기하여 구동되는, 즉, 4개의 피치 변환 기구(7)의 제1 슬라이더(70)는 동기하여 구동된다. 그 4개의 제1 슬라이더(70)를 동기하여 구동하는 구성은 후기한다.
상기와 같이, 제1 내지 제4 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)를 승강 구동하는 각 링크 부재(81, 83, 84, 85)와 슬라이더(71, 72, 73, 74)의 각 부착 개소는, 모두 동일한 연직면 상에 위치하는 제4 내지 제7축선(L4~L7)을 중심으로 한다. 즉, 그 복수의 부착 개소는 전후 방향에서 모두 동일한 위치에 위치한다.
또한, 제1 링크 부재(80)와 제3 링크 부재(82)는 제2축선(L2)을 통과하는 결합축(88)에 의해서 서로 동기하여 회동한다. 즉, 각 제1 내지 제4의 링크 기구(8A, 8B, 8C, 8D)에 대하여, 제1 링크 부재(80) 및 제3 링크 부재(82)가 수평 상태에 있어서의 제1축선(L1)과 제2 축선(L2)의 사이의 제1 거리와, 제2축선(L2)과 제4 내지 제7축선(L4~L7)의 사이의 제2 거리의 합은, 서로 동일한 거리이다.
또한, 제1 내지 제4의 링크 기구(8A, 8B, 8C, 8D)에 대하여, 제1 링크 부재(80)상의 각 제2 링크 부재(81), 제4 링크 부재(83)의 부착 개소, 및 제2 링크 부재(82)상의 제5 링크 부재(84), 제6 링크 부재(85)의 부착 개소는, 어느것이나 전후 방향에서 다른 위치에 있다. 따라서, 제1 링크 부재(80) 및 제3 링크 부재(82)가 상승 회동했을 때에 있어서의 제2축선(L2)과 제4 내지 제7축선(L4~L7)의 사이의 제2 거리는, 각 제1 내지 제4의 링크 기구(8A, 8B, 8C, 8D)에 대하여, 서로 상이하다. 즉, 각 제1 내지 제4의 링크 기구(8A, 8B, 8C, 8D)에 대하여, 제1 슬라이더(70)의 전진 거리인 소정 거리는 동일하므로, 제1 링크 부재(80) 및 제3 링크 부재(82)가 상승 회동했을 때에 있어서의 소정 거리에 대한 제2 거리의 비율은, 제1 내지 제4 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)에 대하여 서로 상이하다.
이에 따라, 제1 내지 제4 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)의 받침부(42)가 상승하는 높이를 서로 다르게 하고 있다. 즉, 각 제1 내지 제4 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)의 받침부(42)가 유지해야 할 반도체 웨이퍼(9)의 높이 위치에 따라, 제1 내지 제4 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)를 상승시키는 링크 기구를 매우 적합하게 실현할 수 있다.
상하로 인접하는 반도체 웨이퍼(9)의 피치를 변환하기 위해서는, 상기와 같이, 제1 내지 제4의 링크 기구(8A, 8B, 8C, 8D)의 구성 부재를 회전시키는데, 이 때에, 링크 기구의 구성 부재끼리 닿고, 그 결과, 파티클이 발생하는 경우가 있다. 이러한 파티클이 반도체 웨이퍼(9)에 부착되면, 반도체 웨이퍼(9)의 품질 불량으로 연결된다.
본 실시 형태에서는, 제1 내지 제4의 링크 기구(8A, 8B, 8C, 8D)는 핸드(3)의 본체부(30) 및 가동부(31)의 수납 공간 내에 배치되어 있기 때문에, 그 파티클은 본체부(30) 및 가동부(31)의 밖으로 나오지 않고, 그 파티클이 반도체 웨이퍼(9)에 부착될 가능성은 없다. 또한, 파티클이 본체부(30) 및 가동부(31)의 밖으로 나오지 않도록 하기 위해, 본체부(30) 및 가동부(31)의 수납 공간 내는 부압으로 설정되어 있다.
또한, 피치 변환 기구(7)는 각 직선 이동체(40A, 40B, 40C, 40D)의 받침부(42)의 바로 아래에 위치한다. 이에 따라, 받침부(42)의 간격을 변환하는 동작의 정밀도를 높일 수 있다.
＜제1 슬라이더의 구동 기구＞
도 10은 4개의 제1 슬라이더(70)를 동기하여 전후로 구동하는 기구를 나타내는 평면이며, 핸드(3)를 구성하는 본체부(30)와 가동부(31)를 일점 쇄선으로 나타낸다. 본체부(30)의 수납 공간 내에는, 전후로 연장된 강성체인 주슬라이드체(5)가 전후 이동 가능하게 설치되어 있다. 그 주슬라이드체(5)는 전단부에, 본체부(30)의 좌우 방향을 따라서 이격된 한쌍의 제1 구동편(50)을 가지고, 후단부에 본체부(30)의 좌우 방향을 따라서 이격된 한쌍의 제2 구동편(51)을 갖는다. 각 제1 구동편(50)의 선단부에 상기의 제1 유지부(4A)의 피치 변환 기구를 구성하는 제1 슬라이더(70)가 부착되어 있다.
각 제2 구동편(51)의 후방에는 에어 실린더(68)가 대향하고 있고, 그 에어 실린더(68)는 하우징(69) 내에 피스톤(67)을 출몰가능하게 설치하여 구성된다. 그 피스톤(67)의 선단부가 제2 구동편(51)에 연결되고, 주슬라이드체(5)는 양 에어 실린더(68)에 의해서 전후로 구동된다. 또한, 주슬라이드체(5)는 2개의 에어 실린더(68)에 의해서 구동된다고 했지만, 1개의 에어 실린더(68)에 의해서 구동되어도 된다.
각 가동부(31) 내에는, 전후로 연장된 부슬라이드체(52)가 전후 이동 가능하게 설치되고, 각 부슬라이드체(52)는 수평면 내를 회동하는 한쌍의 연결 링크(53)로 제2 구동편(51)과 연결되어 있다. 각 부슬라이드체(52)의 전단부에, 상기의 제2 유지부(4B)의 피치 변환 기구(7)를 구성하는 제1 슬라이더(70)가 설치되어 있다.
도 11(a), (b)는, 제2 구동편(51)과 부슬라이드체(52)의 위치 관계를 나타내는 평면도이며, 피치 변환 기구(7)의 구성 및 가동부(31)의 제2 유지부(4B)를 도시하지 않는다. 도 11(a)는, 도 2(a)에 대응하여 가동부(31)가 전진 방향으로 회전한 위치를 나타낸다. 도 11(b)는, 도 2(b)에 대응하여 가동부(31)가 후퇴 방향으로 회전한 위치를 나타낸다. 부슬라이드체(52)의 선단부에는 제2 유지부(4B)를 구동하는 제1 슬라이더(70)가 설치되어 있고, 그 제2 유지부(4B)는 가동부(31)에 설치되어 있으므로, 가동부(31)가 전후 방향으로 회전하면, 부슬라이드체(52)도 전후로 이동한다. 주슬라이드체(5)가 정지한 상태에서도, 부슬라이드체(52)의 전후 이동을 가능하게 하기 위해, 각 부슬라이드체(52)는 주슬라이드체(5)와 상기의 연결 링크(53)로 연결되어 있다.
또한, 연결 링크(53)와 상기 회동 보조 링크판(63)과 소 링크판(60)은 서로 평행하며, 이들 링크사이에서 평행 사변형을 구성한다.
상기의 4절 링크 기구(6)(도 2(a), (b) 참조)가 작동하여, 도 11(a)에 나타내는 상태부터, 도 11(b)에 나타내는 바와 같이, 가동부(31)가 후퇴 방향으로 회전하면, 연결 링크(53)는 제2 구동편(51)과의 부착 개소를 중심으로 회동하고, 주슬라이드체(5)가 정지한 상태에서의 부슬라이드체(52)의 후퇴를 허용한다. 이에 따라, 제2 유지부(4B)의 받침부(42)는 반도체 웨이퍼(9)의 주연부로부터 멀어진다(도 2(b) 참조).
4절 링크 기구(6)가 작동하고, 도 11(b)에 나타내는 상태부터, 도 11(a)에 나타내는 바와 같이, 가동부(31)가 전진 방향으로 회전하면, 제2 유지부(4B)의 받침부(42)는 반도체 웨이퍼(9)의 주연부에 접하고, 제1 유지부(4A)와 제2 유지부(4B)의 받침부(42)에 의해서 반도체 웨이퍼(9)는 유지된다(도 2(a) 참조).
가동부(31)가 전진 방향으로 회전하여 양 유지부(4A, 4B)의 받침부(42)에 의해서 반도체 웨이퍼(9)가 유지된 도 11(a)에 나타내는 상태에서, 에어 실린더(68)가 주슬라이드체(5)를 전방으로 구동한다. 제1 구동편(50) 및 제2 구동편(51)이 전진하고, 연결 링크(53)가 회전하지 않는 상태에서 그 연결 링크(53)를 통하여 부슬라이드체(52)도 전진한다. 주슬라이드체(5)와 부슬라이드체(52)가 연동하여 작용하므로, 4개의 제1 슬라이더(70)는 동기하여 전진한다. 이에 따라, 제1 유지부(4A)와 제2 유지부(4B)의 제1 내지 제4 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)가 동기하여 상승한다. 4개의 제1 슬라이더(70)는 서로 동일한 거리만큼 전진하기 때문에, 1장의 반도체 웨이퍼(9)를 유지하는 4개의 직선 이동체는 동일한 높이만큼 상승한다. 이에 따라, 반도체 웨이퍼(9)는 수평 자세인 채 상승한다.
본 실시 형태의 엔드 이펙터 장치(1)에 있어서는, 제1 슬라이더(70)의 전후 이동 동작만으로, 모든 피치 변환 기구(7)의 제1 내지 제4 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)를 승강시키고 있다. 이에 따라, 제1 내지 제4 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)를 승강 구동시키는 기구가 간소해진다.
＜피치 변환 기구의 제1 변형예＞
도 12(a), (b)는, 피치 변환 기구(7)의 제1 변형예를 나타내는 사시도이다. 본 변형예에 있어서는, 제1 내지 제4의 링크 기구(8A, 8B, 8C, 8D)는 도면의 좌측으로부터 우측을 향해서 배열되어 있다. 이에 따라, 제1 내지 제4 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)도 도면의 좌측으로부터 우측을 향해서 배열되어 있다. 본 변형예에 있어서는, 제1 내지 제4의 링크 기구(8A, 8B, 8C, 8D)의 구성이 상기의 링크 기구의 구성과는 상이하다.
구체적으로는, 도 12(a)에 나타내는 바와 같이, 제1의 링크 기구(8A)는, 면을 위로 향해서 수평 자세로 전후 구동되는 제1 링크편(200)과, 그 제1 링크편(200)의 선단부에 경첩(280)으로 상하 회동 가능하게 접속된 제5 링크편(240)으로 구성된다.
마찬가지로, 제2의 링크 기구(8B)는, 제1 링크편(200)보다도 긴 제2 링크편(210)과, 그 제2 링크편(210)의 선단부에 경첩(280)으로 상하 회동 가능하게 접속되어 제5 링크편(240)보다도 짧은 제6 링크편(250)으로 구성된다. 제3의 링크 기구(8C)는, 제2 링크편(210)보다도 긴 제3 링크편(220)과, 그 제3 링크편(220)의 선단부에 경첩(280)으로 상하 회동 가능하게 접속되어 제6 링크편(250)보다도 짧은 제7 링크편(260)으로 구성된다. 제4의 링크 기구(8D)는, 제3 링크편(220)보다도 긴 제4 링크편(230)과, 그 제4 링크편(230)의 선단부에 경첩(280)으로 상하 회동 가능하게 접속되어 제7 링크편(260)보다도 짧은 제8 링크편(270)으로 구성된다.
제5 내지 제8 링크편(240, 250, 260, 270)의 선단부는 전벽(33)에 접촉하고 있고, 이에 따라 제5 내지 제8 링크편(240, 250, 260, 270)은 전진이 규제되어 있다. 제5 내지 제8 링크편(240, 250, 260, 270)은 각각 전벽(33)에 형성된 세로로 긴 장공(34)을 통하여, 대응하는 제1 내지 제4 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)에 접속되어 있다. 제1 내지 제4의 링크 기구(8A, 8B, 8C, 8D)는 공통의 제1 슬라이더(도시하지 않음)에 의해 전후 구동된다.
도 12(a)에 나타내는 자세로부터, 제1 슬라이더가 제1 내지 제4의 링크편(200, 210, 220, 230)을 전방으로 가압하면, 제5 내지 제8 링크편(240, 250, 260, 270)은 선단부가 전벽(33)에 접촉하여 전진이 규제되기 때문에, 도 12(b)에 나타내는 바와 같이, 제5 내지 제8 링크편(240, 250, 260, 270)은, 경첩(280)을 중심으로 하여 제1 내지 제4 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)에 연결된 선단부가 상승하도록 회동한다. 이에 따라, 제1 내지 제4 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)의 받침부(도 12(a), (b)에서는 도시하지 않음)는 반도체 웨이퍼(9)의 주연부를 받쳐 상승할 수 있다.
＜피치 변환 기구의 제2 변형예＞
도 13(a), (b)는, 피치 변환 기구(7)의 제2 변형예를 나타내는 측면도이다. 본 변형예에 있어서는, 피치 변환 기구(7)는 각각 제1 내지 제4 직선 이동부(41A, 41B, 41C, 41D)에 접속되는 제1 내지 제4의 링크 기구를 구비하는데, 그 링크 기구의 구성이 상기의 링크 기구의 구성과는 상이하다. 설명의 편의 상, 제1의 링크 기구(8A)만을 도시한다.
제1의 링크 기구(8A)는, 본체부(30)의 저면을 슬라이드하는 종동 슬라이더(300)와, 기단부가 종동 슬라이더(300)에 회동 가능하게 부착된 제1 링크 부재(80)와, 제1 링크 부재(80)의 선단부에 회동 가능하게 부착되어, 제1 직선 이동부(41)의 하단부에 고정된 제2 슬라이더(71)와, 일단부가 제1 링크 부재(80)의 선단부에 회동가능하게 부착된 장척상의 요동 부재(310)를 구비한다.
제2 슬라이더(71)는, 본체부(30)의 전단부인 전벽(33)에 형성된 세로로 긴 장공(34)을 끼고 상하 이동만이 허용되는 것은 상기와 동일하다. 요동 부재(310)는 길이 방향 상의 임의의 일점을 본체부(30) 내의 지점(320)에서 지지되어 요동하고, 그 요동 부재(310)의 타단부는 본체부(30)에 배치된 상하 구동 액츄에이터(330)에 대향한다. 그 상하 구동 액츄에이터(330)는, 하우징(340) 내에 상하 이동 피스톤(350)을 상하로 출몰가능하게 설치하여 구성되고, 그 상하 이동 피스톤(350)의 선단부가 요동 부재(310)의 타단부에 접속된다.
도 13(a)에 나타내는 상태에서는, 상하 이동 피스톤(350)이 상승하여 제1 직선 이동부(41A)는 최하위에 위치한다. 이 상태에서, 상하 이동 피스톤(350)이 하강하면, 도 13(b)에 나타내는 바와 같이, 요동 부재(310)가 지점(320)을 중심으로 하여 요동하고, 요동 부재(310)의 일단부 및 제1 링크 부재(80)의 선단부가 들린다. 이에 따라, 제1 직선 이동부(41A)의 받침부(42)는 최상위에 도달한다.
＜피치 변환 기구의 제3 변형예＞
도 14(a), (b)는, 피치 변환 기구(7)의 제3 변형예를 나타내는 측면도이다. 본 변형예에 있어서도, 제1 내지 제4의 링크 기구의 구성이 상기의 링크 기구의 구성과는 상이하다. 설명의 편의 상, 제1의 링크 기구(8A)만을 도시한다.
도 14(a)에 나타내는 바와 같이, 제1의 링크 기구(8A)는, 본체부(30)의 바닥면을 슬라이드하는 종동 슬라이더(300)와, 기단부가 그 종동 슬라이더(300)에 회동 가능하게 부착된 장척판인 제1 링크 부재(80)와, 선단부가 그 제1 링크 부재(80)의 길이 방향 중앙부에 위치하는 결합축(88)의 둘레로 회동 가능하게 부착되고, 기단부가 본체부(30)의 바닥면에 회동 가능하게 부착된 제2 링크 부재(81)와, 제1 링크 부재(80)의 선단부에 회동 가능하게 부착되고, 제1 직선 이동부(41A)의 하단부에 고정된 제2 슬라이더(71)를 구비한다.
본체부(30)의 바닥면에는 오목부(35)가 형성되고, 그 오목부(35) 내에는 제1 링크 부재(80)의 기단부 하면에 대향한 상하 이동 액츄에이터(330)가 배치된다. 그 상하 구동 액츄에이터(330)는 상기와 같이, 하우징(340) 내에 상하 이동 피스톤(350)을 상하로 출몰가능하게 설치하여 구성되고, 상하 이동 피스톤(350)의 선단부가 제1 링크 부재(80)의 기단부에 접속된다.
도 14(a)에 나타내는 상태에서는, 제1 직선 이동부(41A)는 최하위에 위치한다. 이 상태에서, 상하 이동 피스톤(350)이 상승하면, 제1 링크 부재(80)가 종동 슬라이더(300)와의 부착부를 중심으로 하여 회동함과 더불어, 종동 슬라이더(300)가 전진한다. 제1 링크 부재(80)의 선단부 및 제2 링크 부재(81)의 선단부가 들린다. 이에 따라, 제1 직선 이동부(41A)의 받침부(42)는 최상위에 도달한다.
＜받침부의 변형예＞
상기 기재에서는, 도 15(a)에 나타내는 바와 같이, 반도체 웨이퍼(9)는 받침부(42)의 수평편(43)에서 주연부 하면이 지지되도록 했다. 그러나, 이에 대신하여, 도 15(b)에 나타내는 바와 같이, 받침부(42)를 내면이 제1 경사면(45)과 그 제1 경사면(45)보다도 구배가 완만한 제2 경사면(46)이 연속하도록 형성하고, 양 경사면(45, 46)의 경계선(SM)에서 반도체 웨이퍼(9)의 주연을 지지해도 된다.
도 15(b)에 나타내는 구성이면, 반도체 웨이퍼(9)는 받침부(42)에 유지될 때는, 받침부(42)의 제1 경사면(45)을 슬라이드하여 경계(SM)에 올린다. 이에 따라, 반도체 웨이퍼(9)의 수평 위치 및 수평 자세가 교정되어 안정되게 유지된다. 또한, 받침부(42)와 반도체 웨이퍼(9)는 선 접촉하기 때문에, 받침부(42)와 반도체 웨이퍼(9)의 접촉 면적이 작다. 이에 따라, 반도체 웨이퍼(9)에의 이물 부착이 감소한다.
본 명세서에 있어서, 반도체 웨이퍼(9)의 유지는, 핸드(3)에 의해서 반도체 웨이퍼(9)를 반송 가능한 상태로 하는 것을 의미하고, 상기 실시 형태 외에 승재나 흡착등을 하는 양태여도 된다. 이 경우, 예를 들면 상기 받침부(42)는 수평편(43)만 혹은 그 수평편(43)과 흡착 패드에 의해서 구성될 수 있다.
(본원 발명을 대경의 반도체 웨이퍼에 사용할 때의 메리트)
반도체 업계에서는 직경이 큰 반도체 웨이퍼가 단계적으로 이용되게 되어 있다. 구체적으로는 종전은 직경 150mm 정도의 반도체 웨이퍼가 이용되어 왔지만, 직경 200mm나 300mm 정도의 반도체 웨이퍼가 이용되고, 장래적으로는 직경 450mm 정도의 반도체 웨이퍼가 이용될 가능성이 있다.
그런데, 전술의 특허 문헌 2에는, 기단부에 있어서 지지된 복수의 기판 유지 부재를 복수의 기판의 사이에 삽입하여 기판을 반송하는 구성이 기재되어 있다. 대형화된 반도체 웨이퍼를 이러한 종래 기술의 구성에 의해서 반송하고자 하면, 반도체 웨이퍼가 대형화된 만큼, 반도체 웨이퍼의 대형화에 따라 대형화된 로봇의 휨이나 반도체 웨이퍼 자체의 휨이 커진다. 이에 따라, 기판 유지 부재와 반도체 웨이퍼의 간섭의 문제가 증대한다.
복수 배치된 반도체 웨이퍼의 간격을 충분히 크게 하면 이 문제를 회피할 수 있다. 그러나, 장치의 공간 절약을 위해서는 매우 작은 간격으로 복수의 반도체 웨이퍼를 배치하는 것이 바람직하다. 이 간격은, 예를 들면 1개의 반도체 웨이퍼 하면으로부터 인접하는 반도체 웨이퍼 하면까지가 5mm~10mm, 바람직하게는 6mm의 간격인 것이 바람직하다.
이 점, 본원 발명의 구성에 의하면, 상기 종래 기술에 있어서의 기판 유지 부재와 같은 판상 부재를 복수의 반도체 웨이퍼의 사이에 삽입할 필요가 없다. 따라서, 핸드와 반도체 웨이퍼의 간섭의 문제가 경감된다.
이와 같이, 본원 발명을, 대형 반도체 웨이퍼(특히 직경 450mm 이상의 반도체 웨이퍼)를 파지하는 핸드에 적용할 수 있다. 또한, 본원 발명을, 후프(90) 또는 다른 개소를 포함하는 기판 재치부이며, 복수 배치되는 반도체 웨이퍼의 간격이 5mm~10mm, 바람직하게는 6mm인 것을 적어도 1개 갖는 처리 장치, 반송 장치 또는 반도체 처리 설비에 적용할 수 있다.
상기 기재에서는, 제1 유지부(4A)와 제2 유지부(4B)는, 2개씩 설치되어 있다고 했지만, 각각 1개 이상 설치되어 있으면 된다. 단, 반도체 웨이퍼(9)를 수평면 내에서 위치 결정하기 위해서는, 반도체 웨이퍼(9)의 주연에 대하여, 3개 이상의 점에서 지지하는 것이 필요하므로, 제1 유지부(4A)와 제2 유지부(4B)는, 합해서 3점 이상에서 지지하도록 설치되어 있는 것이 필요하다.
또한, 상기 기재에서, 피치 변환 기구(7)는 후프(90)로부터 다른 개소에 복수장의 반도체 웨이퍼(9)를 반송할 때에 인접하는 반도체 웨이퍼(9)의 상하 피치를 넓히는 것으로 했는데, 그 상하 피치를 좁혀도 된다.
상술의 도 10 등에는 4개의 제1 슬라이더(70)가 동기하여 전후로 구동되는 실시 형태가 나타나 있는데, 각 피치 변환 기구(7)의 제1 슬라이더(70)는 반드시 물리적으로 접속되어 있을 필요는 없다. 예를 들면, 각 피치 변환 기구(7)의 제1 슬라이더(70)마다 개별적으로 에어 실린더 등의 액츄에이터를 설치해도 된다. 이 경우, 개별적으로 설치된 에어 실린더 등의 액츄에이터의 동작 타이밍을 동기시키는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 제2 참고예의 일실시 형태에 의한 기판 반송 로봇을 구비한 기판 반송 시스템 및 기판 반송 방법에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다.
또한, 본 실시 형태는 반도체 제조용 웨이퍼(기판)의 반송에 관한 것이지만, 본 발명의 제2 참고예에 의한 기판 반송 로봇의 반송 대상이 되는 기판은, 반도체 제조용 웨이퍼에 한정되는 것은 아니고, 액정 패널 제조용의 유리 기판 등 각종 기판(판상 부재)을 포함하는 것이다.
도 16 및 도 17에 나타낸 것처럼, 본 실시 형태에 의한 기판 반송 로봇(401)은, 기대(402)와, 제1 축선(L1)을 따라서 승강 가능하게 기대(402)에 설치된 주축(403)과, 주축(403)의 상단부에 그 기단부가 접속된 로봇 아암(404)과, 로봇 아암(404)의 선단부에 접속된 엔드 이펙터(405)를 구비하고 있다. 로봇 아암(404)은, 로봇 아암(404)의 기단부를 포함하는 제1 아암 부재(406)와, 로봇 아암(404)의 선단부를 포함하는 제2 아암 부재(407)를 갖고, 제1 아암 부재(406)의 선단부와 제2 아암 부재(407)의 기단부가, 제2 축선(L2) 둘레로 회전 가능하게 접속되어 있다.
엔드 이펙터(405)는, 제3 축선(L3) 둘레로 회전 가능하게 제2 아암 부재(407)의 선단부에 접속된 블레이드 핸드(제1의 핸드)(408)와, 마찬가지로 제3 축선(L3) 둘레에 회전 가능하게 제2 아암 부재(407)의 선단부에 접속된 배치 반송식 핸드(제2의 핸드)(409)를 갖는다. 또한, 본 예에 있어서는 배치 반송식 핸드(409)를 위에, 블레이드 핸드(408)를 아래에 배치하고 있지만, 양자의 상하 위치를 역전시킬 수도 있다.
블레이드 핸드(408)는, 기판 수용부에 수용된 상하로 인접하는 기판끼리의 사이에 삽입 가능한 핸드 본체(410)를 갖는다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는 핸드 본체(410)를 판상체로 구성하고 있지만, 핸드 본체를 구성하는 부재는 판상체에 한정되지 않고, 예를 들면 막대형상체로 구성해도 되고, 기판 수용부에 수용된 상하로 인접하는 기판끼리의 사이에 삽입 가능한 것을 넓게 포함하는 것이다.
배치 반송식 핸드(409)는, 기판 수용부에 수용된 복수의 기판의 하방에 적어도 일부가 진입하는 핸드 기부(411)와, 핸드 기부(411)에 설치되어, 복수의 기판(웨이퍼)(S)을 유지 가능한 기판 유지 수단(412)을 갖는다.
도 17에 나타낸 바와 같이 배치 반송식 핸드(409)의 핸드 기부(411)는, 블레이드 핸드(408)의 핸드 본체(410)에 비하여 그 두께가 상당히 두껍고, FOUP 등의 기판 수용부에 수용된 상하로 인접하는 기판끼리의 사이에 삽입하는 것은 일반적으로 불가능한 두께를 갖고 있다.
또한, 본 실시 형태는, 도 16 및 도 17에 나타낸 것처럼, 블레이드 핸드(408) 및 배치 반송식 핸드(409)의 각각의 상면측에서 기판(S)을 유지하도록 구성되어 있지만, 이는 예를 들면 반도체 웨이퍼와 같이 파티클의 부착을 방지하고 싶은 경우에 특히 유효하다.
블레이드 핸드(408)와 배치 반송식 핸드(409)란, 제3 축선(L3) 둘레에 각각 독립하여 구동 가능하다. 이에 따라, 블레이드 핸드(408) 및 배치 반송식 핸드(409)의 각각이, 기판 수용부에 액세스할 때의 공용 위치와, 기판 수용부에 액세스하지 않을 때의 퇴피 위치를 전환 가능하게 되어 있다.
도 18에 나타낸 것처럼 블레이드 핸드(408)는, 선단측에 한쌍의 핑거부(413)가 형성된 핸드 본체(410)와, 핸드 본체(410)의 기단부가 접속된 핸드 기부(414)를 갖는다. 한쌍의 핑거부(413)의 각 선단부에는, 기판(S)의 이면 가장자리부를 지지하기 위한 기판 지지부(415)가 설치되어 있다. 핸드 본체(410)의 기단부의 좌우 양측에도, 기판(S)의 이면 가장자리부를 지지하기 위한 기판 지지부(415)가 설치되어 있다.
또한, 블레이드 핸드(408)는, 기판 지지부(415)에 올려진 기판(S)을 파지하기 위한 파지 수단(416)을 구비하고 있다. 파지 수단(416)은, 기판(S)의 측면에 맞닿는 좌우 한쌍의 접촉부(417)를 포함하는 가동 부재(418)와, 가동 부재(418)를 전후로 구동하는 구동원(예를 들면 에어 실린더)(419)을 갖는다. 가동 부재(418)를 전방으로 이동시켜 접촉부(417)를 기판 측면에 압압함으로써, 한쌍의 접촉부(417)와, 선단측의 한쌍의 기판 지지부(415)의 수직벽 부분으로 기판(S)이 끼워 지지된다.
도 19에 나타낸 것처럼, 배치 반송식 핸드(409)의 기판 유지 수단(412)은, 복수(본 예에서는 5장)의 기판(S)의 각 이면 가장자리부를 지지하기 위한 복수(본 예에서는 5개)의 기판 지지부(420)로 이루어지는 기판 지지부의 조를, 핸드 기부(411)의 선단측에 좌우 한쌍 구비하고, 기판(S)을 사이에 끼운 반대측에 좌우 한쌍 구비하고 있다. 핸드 기부(411)의 기단측 가까이의 기판 지지부(420)의 조는, 가동 부재(421)와 일체로 전후로 이동 가능하게 설치되어 있다. 가동 부재(421)는 구동원(예를 들면 에어 실린더)(422)에 의하여 전후로 구동된다.
도 20a 및 도 20b에 나타낸 것처럼, 각 조에 속하는 복수(본 예에서는 5개)의 기판 지지부(420)는, 적어도 기판 유지 상태에 있어서는 상하 방향이 상이한 높이에 배치되어 있다.
선단측의 기판 지지부(420)와 기단측 가까이의 기판 지지부(420)에 의해서 기판(S)을 파지할 때는, 구동원(422)에 의해서 가동 부재(421)를 전방으로 이동시켜, 기단측 가까이의 기판 지지부(420)의 수직벽 부분을 기판측면에 압압한다. 이에 따라, 기단측 가까이의 기판 지지부(420)의 수직벽 부분과 선단측의 기판 지지부(420)의 수직벽 부분으로 기판(S)이 끼워 지지된다.
본 실시 형태에 있어서는, 각 조에 속하는 복수의 기판 지지부(420)의 상하 피치는 가변이다. 구체적으로는, 도 21a 및 도 21b에 나타낸 것처럼, 기판 지지부(420)의 하단부는, 핸드 기부(411)의 내부에 설치된 승강 링크 기구(423)에 접속된 승강 부재(424)에 접속되어 있다. 슬라이더(425)에 의해 승강 링크 기구(423)를 구동함으로써, 승강 부재(424)가 그 수평 연장 상태를 유지하면서 기판 지지부(420)와 일체로 승강한다.
승강 링크 기구(423), 승강 부재(424) 및 슬라이더(425)는, 기판 지지부(420)를 상방 위치와 하방 위치의 사이에서 이동시키기 위한 기판 지지부 구동 수단을 구성한다. 기판 지지부 구동 수단에 의해서, 복수의 기판 지지부(420)의 상하 방향의 피치를 변경할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 각 조에 속하는 복수의 기판 지지부(420)의 상하 피치의 변경에 수반하여, 복수의 기판 지지부(420)에 의해서 구성되는 각 기판 유지 수단(412)의 높이, 즉, 핸드 기부(411)의 상면으로부터, 가장 높은 위치에 있는 기판 지지부(420)의 상단까지의 거리가 변화하도록 구성되어 있다. 각 기판 유지 수단(412)의 높이는, 복수의 기판 지지부(420)의 상하 피치를 작게 하면 낮아지고(도 20a), 크게 하면 높아진다(도 20b).
각 조에 속하는 모든 기판 지지부(420)를 각각 가장 낮은 위치로 함으로써, 복수의 기판 지지부(420)가, 상하 방향으로 직교하는 적어도 1개의 방향으로부터 보아 서로 적어도 일부가 겹치도록, 복수의 기판 지지부(420)를 배치할 수 있다. 이 때, 바람직하게는, 복수의 기판 지지부(420) 중 가장 높은 위치에 있는 기판 지지부(420)의 상단이, 핸드 기부(411)의 상면과 대략 같은 높이거나(도 21a 참조), 혹은 그보다 낮은 높이로 된다. 또한, 각 조에 속하는 모든 기판 지지부(420)를 각각 가장 낮은 위치로 했을 때에, 각 조에 속하는 모든 기판 지지부(420)의 상단이 면일하게 되도록 해도 된다.
본 실시 형태에 있어서는, 도 19에 나타낸 것처럼, 각 조에 속하는 복수의 기판 지지부(420)는, 기판 지지부(420)의 이동 방향으로부터 보아 적어도 일부가 서로 겹치지 않는 위치에 배치되어 있다. 구체적으로는, 상하 방향으로부터 본 복수의 기판 지지부(420)의 위치가, 기판(S)의 주방향으로 서로 오프셋하고 있다. 또한, 상하 방향으로부터 본 복수의 기판 지지부(420)의 위치는, 복수의 기판 지지부(420)의 상하 피치를 변경해도 변화하지 않는다.
여기서, 기판 지지부(420)의 이동 방향으로부터 보아 서로 겹치지 않는 부분을, 기판 지지부(420) 중, 기판(웨이퍼)(S)과 접촉하는 부분으로 해도 된다. 또한, 각 조에 속하는 복수의 기판 지지부(420)는, 적어도 각각이 가장 낮은 위치로 된 경우, 기판 지지부(420)의 이동 방향으로부터 보아 적어도 일부가 서로 겹치지 않는 위치에 배치되어도 된다. 또한, 각 조에 속하는 복수의 기판 지지부(420)는, 동작 중의 모든 동작 범위에 있어서 기판 지지부(420)의 이동 방향으로부터 보아 적어도 일부가 서로 겹치지 않는 위치에 배치되어도 된다.
다음으로, 본 실시 형태에 의한 기판 반송 로봇(401)을 이용하여 기판(S)을 반송하는 방법에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다.
예를 들면, 반도체 제조 프로세스에 있어서는, 각종 처리 장치에 있어서 기판(웨이퍼)(S)에 소정의 처리(열처리나 성막 처리 등)가 실시되고, 그 때, 처리 장치측에의 미처리 기판의 반입 및 처리 장치측으로부터의 처리가 끝난 기판의 반출이 기판 반송 로봇(401)에 의해서 행해진다. 구체적으로는, 반송원의 기판 수용부인 FOUP 내에 수용된 미처리 기판이, 기판 반송 로봇(401)에 의해서 FOUP로부터 반출되고, 처리 장치측에 배치된 반송처의 기판 수용부에 반입된다. 처리가 끝난 기판은, 기판 반송 로봇(401)에 의해서 처리 장치측으로부터 반출되어, FOUP에 반입된다.
또한, 직경 300㎜의 웨이퍼를 수용하는 FOUP의 기판 수용 피치는 10㎜이며, 웨이퍼의 두께는 775㎛이다. 또한, 직경 450㎜의 웨이퍼를 수용하는 FOUP의 기판 수용 피치는 12㎜이며, 웨이퍼의 두께는 925㎛이다.
본 실시 형태에 의한 기판 반송 로봇(401)을 이용한 기판 반송 방법은, FOUP(기판 수용부)의 하방 단부 영역에 존재하는 1개 또는 복수의 기판(웨이퍼)을 블레이드 핸드(408)에 의해서 반출하는 제1 반송 공정과, 제1 반송 공정에 의해서 1개 또는 복수의 기판(S)이 반출된 FOUP의 하방 단부 영역에 배치 반송식 핸드(409)를 삽입하고, 복수의 기판(S)을 동시에 반출하는 제2 반송 공정을 구비한다.
도 22a 내지 도 22l은, 반송원의 기판 수용부인 FOUP(426) 내에 수용된 25장의 기판(웨이퍼)(S)을 기판 반송 로봇(401)을 이용하여 반출하는 모습을 나타내고 있다.
도 22a 및 도 22b에 나타낸 것처럼, 제1 반송 공정에 있어서는, 엔드 이펙터(405)의 블레이드 핸드(408)를 공용 위치로 하고, 배치 반송식 핸드(409)를 퇴피 위치로 한다. 그리고, 공용 위치에 있는 블레이드 핸드(408)를 FOUP(426) 내에 삽입하고, FOUP(426)의 가장 아래 위치에 수납된 기판(S)을 최초에 반출한다. 계속하여, 순차적으로, 아래로부터 2번째, 3번째, 4번째, 5번째의 기판을 한장씩 반출한다. 이 제1 반송 공정에 의해, 도 22b에 나타낸 것처럼 FOUP(426) 내부의 하방 단부 영역에 스페이스가 형성된다.
다음으로, 제2 반송 공정에 있어서, 도 22c에 나타낸 것처럼, 블레이드 핸드(408)와 배치 반송식 핸드(409)의 위치를 전환하여, 배치 반송식 핸드(409)를 공용 위치로 함과 더불어, 블레이드 핸드(408)를 퇴피 위치로 한다. 또한, 배치 반송식 핸드(409)의 기판 유지 수단(412)의 높이를, 그 최대 높이보다도 낮은 높이, 바람직하게는 가장 낮은 높이로 설정한다. 이 상태에서, 도 22d에 나타낸 것처럼, 배치 반송식 핸드(409)를 FOUP(426) 내부의 하방 단부 영역의 스페이스에 삽입한다.
계속하여, 도 22e에 나타낸 것처럼, 기판 반송 수단(412)의 높이를 높게 하고, 복수의 기판 지지부(420)의 상하 피치를, FOUP(426) 내에 수납된 복수의 기판(S)의 상하 피치에 맞추어 확대한다. 바람직하게는, 복수의 기판 지지부(420)의 최대 피치가, FOUP(426) 내에 수납된 복수의 기판(S)의 상하 피치에 대응하고 있다. 그리고, 도 22f에 나타낸 것처럼 복수의 기판 지지부(420)에서 복수의 기판(S)을 유지하고, FOUP(426) 내로부터 동시에 반출한다.
그리고, 배치 반송식 핸드(9)를 이용한 2번째 이후의 반송에 있어서는, 도 22G에 나타낸 것처럼, 기판 유지 수단(412)의 높이를 미리 높게 해 두고, 그 상태에서 도 22h에 나타낸 것처럼 배치 반송식 핸드(409)를 FOUP(426) 내에 삽입한다. 계속하여, 엔드 이펙터(405)를 상승시키고, 도 22j에 나타낸 것처럼 복수의 기판(S)을 유지하고, 동시에 반출한다.
FOUP(426)에의 삽입에 앞서 기판 유지 수단(412)의 높이를 미리 높게 해 둠으로써, FOUP(426) 내에서의 기판 유지 수단(426)의 높이 변경 동작이 불필요해져, 작업 시간을 단축할 수 있다.
도 22k는 배치 반송식 핸드(409)에 의한 3회째의 반송을, 도 22l은 배치 반송식 핸드(409)에 의한 4회째의 반송을 나타내고 있고, 이들의 반송도, 도 22g 내지도 22j에 나타낸 배치 반송식 핸드(409)에 의한 2회째의 반송과 같은 동작으로 실시된다.
본 실시 형태에 있어서는, 제1 반송 공정 후에 FOUP(426) 내에 남아 있는 기판(S)의 전체가 배치 반송식 핸드(409)에 의해서 반송된다.
본 실시 형태에 의한 기판 반송 로봇(401) 및 FOUP(426)를 포함하는 기판 반송 시스템에 있어서는, 도 23에 나타낸 것처럼 제1 반송 공정에 있어서 블레이드 핸드(408)에 의해서 반출하는 기판(S)의 수를 M, FOUP(426)의 기판 수용 장수를 N, 배치 반송식 핸드의 기판 유지 장수를 n으로 했을 때, M＝N－n×(양의 정수)를 만족하고 있다. 이에 따라, 반송처의 기판 수용부의 하방 단부 영역에 설치하는 배치 반송식 핸드(409)용의 삽입 스페이스를 최소화할 수 있다.
또한, 블레이드 핸드(408)에 의해서 M장의 기판(S)을 반출했을 때에 FOUP(426)의 하방 단부 영역에 형성되는 스페이스의 높이를 H로 하고, 배치 반송식 핸드(409) 전체 중, FOUP(426)에 수용된 기판(S)과 상하 방향으로부터 보아 겹치는 영역을 기판 반송시에 통과하는 부분의 높이(높이 가변의 경우는 최소 높이)를 h로 한 경우, H＞h이다.
배치 반송식 핸드(409)의 두께를 허용하면서 H＞h를 만족하기 위한 바람직한 예로서는, 기판(S)의 직경이 300㎜이며, 배치 반송식 핸드(409)의 기판 유지 장수가 3, 4, 6장 중 어느 하나이고, 배치 반송식 핸드(409) 전체 중, FOUP(426)에 수용된 기판(S)과 상하 방향으로부터 보아 겹치는 영역을 기판 반송시에 통과하는 부분의 높이(h)가 20㎜ 이하이다. 예를 들면, 높이(h)는, 10㎜ 이상, 20㎜ 이하이다.
마찬가지로 바람직한 다른 예로서는, 기판(S)의 직경이 300㎜이며, 배치 반송식 핸드(409)의 기판 유지 장수가 5장이고, 배치 반송식 핸드(409) 전체 중, FOUP(426)에 수용된 기판(S)과 상하 방향으로부터 보아 겹치는 영역을 기판 반송시에 통과하는 부분의 높이(h)가 60㎜ 이하이다. 예를 들면, 높이(h)는, 50㎜ 이상, 60㎜ 이하이다.
마찬가지로 바람직한 다른 예로서는, 기판(S)의 직경이 300㎜이고, 배치 반송식 핸드(409)의 기판 유지 장수가 7장이며, 배치 반송식 핸드(409) 전체 중, FOUP(426)에 수용된 기판(S)과 상하 방향으로부터 보아 겹치는 영역을 기판 반송시에 통과하는 부분의 높이(h)가 50㎜ 이하이다. 예를 들면, 높이(h)는, 40㎜ 이상, 50㎜ 이하이다.
마찬가지로 바람직한 다른 예로서는, 기판(S)의 직경이 300㎜이며, 배치 반송식 핸드(409)의 기판 유지 장수가 6 또는 9장이며, 배치 반송식 핸드(409) 전체 중, FOUP(426)에 수용된 기판(S)과 상하 방향으로부터 보아 겹치는 영역을 기판 반송시에 통과하는 부분의 높이(h)가 80㎜ 이하이다. 예를 들면, 높이(h)는, 70㎜ 이상, 80㎜ 이하이다.
마찬가지로 바람직한 다른 예로서는, 기판(S)의 직경이 450㎜이며, 배치 반송식 핸드(409)의 기판 유지 장수가 3, 4, 6장 중 어느 하나이며, 배치 반송식 핸드(409) 전체 중, FOUP(426)에 수용된 기판(S)과 상하 방향으로부터 보아 겹치는 영역을 기판 반송시에 통과하는 부분의 높이(h)가 24㎜ 이하이다. 예를 들면, 높이(h)는, 12㎜ 이상, 24㎜ 이하이다.
이와 같이 바람직한 다른 예로서는, 기판(S)의 직경이 450㎜이고, 배치 반송식 핸드(409)의 기판 유지 장수가 5장이며, 배치 반송식 핸드(409) 전체 중, FOUP(426)에 수용된 기판(S)과 상하 방향으로부터 보아 겹치는 영역을 기판 반송시에 통과하는 부분의 높이(h)가 72㎜ 이하이다. 예를 들면, 높이(h)는, 60㎜ 이상, 72㎜ 이하이다.
마찬가지로 바람직한 다른 예로서는, 기판(S)의 직경이 450㎜이고, 배치 반송식 핸드(409)의 기판 유지 장수가 7장이며, 배치 반송식 핸드(409) 전체 중, FOUP(426)에 수용된 기판(S)과 상하 방향으로부터 보아 겹치는 영역을 기판 반송시에 통과하는 부분의 높이(h)가 60㎜ 이하이다. 예를 들면, 높이(h)는, 49㎜ 이상, 60㎜ 이하이다.
마찬가지로 바람직한 다른 예로서는, 기판(S)의 직경이 450㎜이고, 배치 반송식 핸드(409)의 기판 유지 장수가 6 또는 9장이며, 배치 반송식 핸드(409) 전체 중, FOUP(426)에 수용된 기판(S)과 상하 방향으로부터 보아 겹치는 영역을 기판 반송시에 통과하는 부분의 높이(h)가 96㎜ 이하이다. 예를 들면, 높이(h)는, 84㎜ 이상, 96㎜ 이하이다.
또한, FOUP(426)와 같이 기판 수용 장수가 25장인 경우, 배치 반송식 핸드(409)의 기판 유지 장수(n)는 5장인 것이 특히 바람직하다. 배치 반송식 핸드(409)의 기판 유지 장수(n)를 5장으로 한 경우, 배치 반송식 핸드(409)에 의해서 반송하는 기판 장수는 n×(양의 정수)＝5×4＝20장, 블레이드 핸드(408)에 의해서 반출하는 기판 장수(M)가 5장이다. 즉, 엔드 이펙터(405)에 의한 기판 반송 회수의 합계는, 블레이드 핸드의 5회와 배치 반송식 핸드의 4회를 합하여 합계 9회이다.
이에 대하여, 배치 반송식 핸드(409)의 기판 유지 장수(n)를 4장으로 하면, 배치 반송식 핸드(409)에 의해서 반송하는 기판 장수는 n×(양의 정수)＝4×5＝20장, 블레이드 핸드(408)에 의해서 반출하는 기판 장수(M)가 5장이다. 즉, 엔드 이펙터(405)에 의한 기판 반송 회수의 합계는, 블레이드 핸드(408)의 5회와 배치 반송식 핸드(409)의 5회를 합하여 합계 10회이며, n＝5장인 경우에 비하여 반송 회수가 1회 증가해 버린다.
또한, 배치 반송식 핸드(409)의 기판 유지 장수(n)를 6장으로 하면, 배치 반송식 핸드(409)에 의해서 반송하는 기판 장수는 n×(양의 정수)＝6×3＝18장, 블레이드 핸드(408)에 의해서 반출하는 기판 장수(M)가 7장이다. 즉, 엔드 이펙터(405)에 의한 기판 반송 회수의 합계는, 블레이드 핸드(408)의 7회와 배치 반송식 핸드(409)의 3회를 합하여 합계 10회이며, 역시 n＝5장인 경우에 비하여 반송 회수가 1회 증가해 버린다.
상기와 같이, FOUP(426)와 같이 기판 수용 장수가 25장인 경우, 배치 반송식 핸드(409)에 의한 기판 유지 장수(n)를 5장으로 설정함으로써, 엔드 이펙터(405)에 의한 기판(S)의 합계 반송 회수를 최소화할 수 있다.
다음으로, 도 24a 내지 도 24c를 참조하여, 반송원의 FOUP(426)로부터 반출한 기판(S)을, 반송처(처리 장치측)의 기판 수용선반(기판 수용부)(427)에 수용하는 동작에 대하여 설명한다.
본 실시 형태에 있어서는, 도 24a에 나타낸 것처럼, 상술한 제1 반송 공정에 있어서 반송원의 FOUP(426)의 하방 단부 영역으로부터 블레이드 핸드(408)에 의해서 반출한 기판(S)을, 반송처의 기판 수용선반(427)의 상방 단부 영역에 반입한다.
다음으로, 상술한 제2 반송 공정에 있어서 반송원의 FOUP(426)의 중간 영역 및 상방 단부 영역으로부터 배치 반송식 핸드(409)에 의해서 반출한 기판(S)을, 도 24b에 나타낸 것처럼, 반송처의 기판 수용선반(427)의 상방 단부 영역의 하방에 반입한다.
여기서, 본 예에 있어서는, 반송원의 FOUP(426)와 반송처의 기판 수용선반(427)에서, 수용 상태에 있는 복수의 기판(S)의 상하 피치가 상이하다. 즉, 반송원의 FOUP(426)에 있어서의 기판 수용 피치보다도, 반송처의 기판 수용선반(427)의 기판 수용 피치가 작아져 있다.
여기서, 제2 반송 공정에 있어서 배치 반송식 핸드(409)에 의해서 복수의 기판(S)을 반송원의 FOUP(426)로부터 반출한 후, 복수의 기판 지지부(420)의 상하 피치를, 반송처의 기판 수용선반(427)의 기판 수용 피치에 맞추어 축소한다. 이에 따라, 기판 수용 피치가 상이한 기판 수용부끼리의 사이에서 복수의 기판(S)을 지장없이 반송할 수 있다.
또한, 반송원의 FOUP(426)의 기판 수용 장수(＝25장)보다도, 반송처의 기판 수용선반(427)의 수용 장수의 쪽이 많은 경우도 있다. 예를 들면, 반송처의 기판 수용선반(427)의 수용 장수가 100장인 경우, 4대의 FOUP(426)로부터 순차 기판(S)을 반출하고, 반송처의 기판 수용선반(427)에 반입한다.
이 경우, 반송처의 기판 수용선반(427)의 상방 단부 영역에 반입되는 기판(S)은, 1대째의 FOUP(426)의 하방 단부 영역으로부터 반출된 기판(S)이다. 한편, 반송처의 기판 수용선반(427)의 하방 단부 영역에 반입되는 기판(S)은, 4대째의 FOUP(426)의 상방 단부 영역으로부터 반출된 기판(S)이다. 1대째의 FOUP(426)의 중간 영역·상방 단부 영역, 2대째의 FOUP(426)의 전체 영역, 3대째의 FOUP(426)의 전체 영역, 4대째의 FOUP(426)의 하방 단부 영역·중간 영역의 각각으로부터 반출된 기판은, 반송처의 기판 수용선반(427)의 중간 영역에 반입된다.
또한, 본 예에 있어서는, 도 24c에 나타낸 것처럼, 반송처의 기판 수용선반(427)의 하방 단부 영역에 스페이스가 확보되어 있기 때문에, 이 스페이스를 이용하여 배치 반송식 핸드(409)를 기판 수용선반(427)의 하방 단부 영역에 삽입할 수 있다.
상기 실시 형태의 일변형예에 의한 기판 반송 방법으로서는, 상술한 제1 반송 공정 후에 반송원의 FOUP(426)에 남아 있는 기판(S)의 전부가 아니라 일부를 배치 반송식 핸드(409)에 의해서 반출할 수 있다.
예를 들면, 제1 반송 공정 후에 반송원의 FOUP(426)에 남아 있는 기판(S)의 일부를 배치 반송식 핸드(409)에 의해서 반출하고, 반송처의 기판 수용선반(427)의 상하 방향의 중간 영역으로 반송한다.
계속하여, 도 25에 나타낸 것처럼, 반송원의 FOUP(426)의 상방 단부 영역에 남아 있는 기판(S)을, 배치 반송식 핸드(409)가 아니라 블레이드 핸드(408)에 의해서 한장씩 반출하고, 반송처의 기판 수용선반(427)의 하방 단부 영역에 순차적으로 반입한다.
이와 같이 하면, 반송처의 기판 수용선반(427)의 하방 단부 영역에, 배치 반송식 핸드(409)를 삽입하기 위한 스페이스를 확보할 수 없는 경우에도, 기판 수용선반(427)의 최하단까지 기판(S)을 지장없이 반입할 수 있다.
또한, 상술한 엔드 이펙터(405)에 있어서는, 도 26에 나타낸 것처럼, 블레이드 핸드(408)와 배치 반송식 핸드(409)가, 공통의 축선(제3 축선(L3)) 둘레로 서로 독립으로 회전 가능하게 되어 있다. 이에 따라, 배치 반송식 핸드(409)를 공용 위치로 하고, 블레이드 핸드(408)를 퇴피 위치로 한 상태(도 26(a))와, 블레이드 핸드(408)를 공용 위치로 하고, 배치 반송식 핸드(409)를 퇴피 위치로 한 상태(도 26(b))를 적절히 전환할 수 있다.
이에 대하여, 일변형예로서는, 도 27에 나타낸 것처럼, 블레이드 핸드(408)와 배치 반송식 핸드(409)를, 리니어 가이드 등을 이용하여 서로 독립으로 전후로 이동할 수 있도록 구성할 수도 있다.
이 구성에 있어서는, 배치 반송식 핸드(409)를 전진시켜 공용 위치로 하고, 블레이드 핸드(408)를 후퇴시켜 퇴피 위치로 한 상태(도 27(a)))와, 블레이드 핸드(408)를 전진시켜 공용 위치로 하고, 배치 반송식 핸드(409)를 후퇴시켜 퇴피 위치로 한 상태(도 27(b))를 적절히 전환할 수 있다.
상기 실시 형태의 다른 변형예로서는, 도 28에 나타낸 것처럼, 블레이드 핸드(408)에 복수의 핸드 본체(10)를 설치할 수도 있다. 이와 같이 블레이드 핸드(408)에 복수의 핸드 본체(10)를 설치함으로써, 상술한 제1 반송 공정에 있어서 FOUP(426)로부터 복수의 기판(S)을 동시에 반출할 수 있다. 이에 따라, 제1 반송 공정에 있어서의 기판 반송 회수를 저감하고, 반송 시간을 단축할 수 있다.
또한, 이 예에 있어서는, 바람직하게는, 도 29에 나타낸 것처럼, 복수의 핸드 본체(410)의 상하 피치가 가변이다. 복수의 핸드 본체(410)의 상하 피치를 가변으로 함으로써, 반송원의 기판 수용 피치와 반송처의 기판 수용 피치가 상이한 경우에도 지장없이 대응할 수 있다.
이상 기술한 바와 같이, 본 발명의 제2 참고예의 상기 실시 형태 및 그 변형예에 의하면, 엔드 이펙터(405)가 블레이드 핸드(408)와 배치 반송식 핸드(409)의 양쪽을 구비하고 있고, 기판 수용부 내에 배치 반송식 핸드(409)를 삽입할 수 없는 경우에는, 블레이드 핸드(408)를 이용하여 기판(S)을 반출하여 배치 반송식 핸드(409)의 삽입 스페이스를 확보할 수 있다. 이에 따라, 기판 수용부측의 사정에 의해 배치 반송식 핸드(409)의 사용에 제약이 있는 경우에도, 배치 반송식 핸드(409)를 이용한 복수 기판의 동시 반송을 지장없이 행할 수 있다.
또한, 상술의 설명에 있어서는, 반송원의 기판 수용부를 FOUP(426)로 하고, 반송처의 기판 수용부를 처리 장치측의 기판 수용선반(427)으로 하고 있는데, 이와는 반대로, 반송처를 FOUP(426)로 하고, 반송원을 처리 장치측의 기판 수용선반(427)으로 할 수 도 있다. 반송원인 처리 장치측의 기판 수용선반(427)의 하방 단부 영역에, 배치 반송식 핸드(409)를 삽입하기 위한 충분한 스페이스를 확보할 수 없는 경우에 특히 유효하다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 블레이드 핸드(408) 및 배치 반송식 핸드(409)의 각각의 상면측에서 기판(S)을 유지하는 구성에 대하여 설명했지만, 이에 대신하여, 블레이드 핸드(408) 및 배치 반송식 핸드(409)의 각각의 하면측에서 기판(S)을 유지하는 구성을 채용할 수도 있다.
이 예에 있어서는, 제1 반송 공정에 있어서 반송원의 기판 수용부로부터 블레이드 핸드에 의해서 기판을 반출할 때에는, 반송원의 기판 수용부의 상방 단부 영역으로부터 기판을 반출하고, 반송처의 기판 수용 용기의 하방 단부 영역에 기판을 반입한다. 마찬가지로 제2 반송 공정에 있어서는, 반송원의 기판 수용부의 중간 영역 및 하방 단부 영역으로부터 반출한 기판을, 반송처의 기판 수용부의 중간 영역 및 상방 단부 영역에 반입한다.
또한, 상술한 엔드 이펙터(405)를 장착하는 로봇 아암(404)의 구성은, 특별히 이에 한정되는 것은 아니고, 직교 좌표형, 원통 좌표형, 극좌표형, 수평 다관절형, 또는 수직 다관절형 등, 각종 로봇 아암에 상술의 엔드 이펙터를 장착할 수 있다.
또한, 배치 반송식 핸드(409)의 구성도, 상술의 구성에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 특허 문헌 1-3에 개시된 구성을 적절히 채용할 수 있다.
또한, 다른 변형예로서, 도 30에 나타낸 것처럼, 제1의 로봇 아암(404A)과, 제1의 로봇 아암(404A)은 독립적으로 구동 가능한 제2의 로봇 아암(404B)을 구비한 기판 반송 로봇(500)에 있어서, 상술한 블레이드 핸드(제1의 핸드)(408)를 제1의 로봇 아암(404A)에 장착하고, 상술한 배치 반송식 핸드(제2의 핸드)(409)를 제2의 로봇 아암(404B)에 장착할 수도 있다.
본 변형예의 기판 반송 로봇(500)에 있어서도, 상술한 실시 형태와 마찬가지로, 기판 수용부 내에 배치 반송식 핸드(409)를 삽입할 수 없는 경우에는, 제1의 로봇 아암에 장착된 블레이드 핸드(408)를 이용하여 기판(S)을 반출하여 배치 반송식 핸드(409)의 삽입 스페이스를 확보할 수 있다. 이에 따라, 기판 수용부측의 사정에 의해 배치 반송식 핸드(9)의 사용에 제약이 있는 경우에도, 배치 반송식 핸드(409)를 이용한 복수 기판의 동시 반송을 지장없이 행할 수 있다.
또한, 다른 변형예로서는, 도 31에 나타낸 것처럼, 제1의 기판 반송 로봇(500A) 및 제2의 기판 반송 로봇(500B)을 구비한 기판 반송 시스템에 있어서, 상술한 블레이드 핸드(제1의 핸드)(408)를, 제1의 기판 반송 로봇(500A)의 제1의 로봇 아암(404A)에 장착하고, 상술한 배치 반송식 핸드(제2의 핸드)(409)를, 제2의 기판 반송 로봇(500B)의 제2의 로봇 아암(404B)에 장착할 수도 있다
본 변형예의 기판 반송 시스템에 있어서도, 상술한 실시 형태와 마찬가지로, 기판 수용부 내에 배치 반송식 핸드(409)를 삽입할 수 없는 경우에는, 제1의 기판 반송 로봇(500A)의 블레이드 핸드(408)를 이용하여 기판(S)을 반출하여 배치 반송식 핸드(409)의 삽입 스페이스를 확보할 수 있다. 이에 따라, 기판 수용부측의 사정에 의해 배치 반송식 핸드(409)의 사용에 제약이 있는 경우에도, 배치 반송식 핸드(409)를 이용한 복수 기판의 동시 반송을 지장없이 행할 수 있다.
또한, 다른 변형예로서는, 도 32 및 도 33에 나타낸 것처럼, 제3 축선(L3) 둘레에 회전 가능하게 설치된 핸드 공통 본체부(428)에 대하여, 블레이드 핸드(제1의 핸드)(408)와 배치 반송식 핸드(제2의 핸드)(409)를, 서로 독립적으로 슬라이드 가능하게 설치할 수 도 있다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 도 21a 및 도 21b에 나타낸 것처럼, 배치 반송식 핸드(409)의 기판 유지 수단(412)을 구성하는 기판 지지부(420)를 승강 가능한 구성으로 하여, 인접하는 기판 지지부(420)끼리의 간격을 가변으로 하고 있지만, 일변형예로서는, 인접하는 기판 지지부(420)끼리의 간격을 고정해도 된다. 이 경우, 승강 링크 기구(423) 등을 생략하여 구조를 간소화할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 도 19에 나타낸 것처럼, 인접하는 기판 지지부(420)끼리를 상방향으로부터 보아 겹치지 않도록 배치하고 있지만, 일변형예로서는, 인접하는 기판 지지부(420)끼리 상방향으로부터 보아 겹치도록 배치해도 된다.
이하, 본 발명의 제3 참고예의 일실시 형태에 의한 엔드 이펙터를 구비한 기판 반송 로봇에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다.
도 34에 나타낸 것처럼, 본 실시 형태에 의한 기판 반송 로봇(501)은, 이른바 수평 다관절형의 로봇이며, 복수의 웨이퍼(기판)(W)를 동시에 유지하여 반송할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 제3 참고예를 적용할 수 있는 기판 반송 로봇은, 이하에 설명하는 특정 기판 반송 로봇에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 복수의 웨이퍼를 동시에 반송하는 것이 아니라, 웨이퍼를 한장씩 반송하는 타입의 기판 반송 로봇 등, 각종 기판 반송 로봇에 본 발명의 제3 참고예를 적용할 수 있다.
본 실시 형태에 의한 기판 반송 로봇(501)은, 다관절의 로봇 아암(502)을 갖고, 로봇 아암(502)에 엔드 이펙터(503)가 장착되어 있다. 로봇 아암(502)의 기단부는, 승강 및 선회 가능한 아암 지지축(504)의 상단에 접속되어 있고, 아암 지지축(504)은 지지대(505)에 지지되어 있다.
엔드 이펙터(503)는, 두껍게 형성된 엔드 이펙터 본체(506)를 갖는다. 엔드 이펙터 본체(506)는, 로봇 아암(502)에 고정된 고정부(507)와, 엔드 이펙터 본체(506)의 길이 방향의 중앙부 양측에 위치하여 로봇 아암(502) 상을 진퇴 가능한 한쌍의 가동부(508)를 구비하고 있다. 가동부(508)는, 액츄에이터(509) 및 링크 기구(510)에 의해서 진퇴 구동된다.
고정부(507)의 좌우의 선단부에는, 각각 복수의 선단측 기판 지지부(511)가 설치되어 있다. 마찬가지로, 좌우 한쌍의 가동부(508)의 선단에도, 각각 복수의 기단측 기판 지지부(512)가 설치되어 있다.
도 35a 및 도 35b에 나타낸 것처럼, 복수의 선단측 기판 지지부(511)의 기판 재치면(511a) 및 복수의 기단측 기판 지지부(512)의 기판 재치면(512a)은, 상하 방향이 상이한 위치에 배치할 수 있어, 상하 방향 피치를 적절히 변경할 수 있다.
도 35a에 나타낸 상태로부터, 액츄에이터(509)를 구동하여 복수의 기단측 기판 지지부(512)를 전진시켜 복수의 웨이퍼(W)의 이면 가장자리부의 하방에 삽입하고, 계속하여 엔드 이펙터(503)를 상승시킴으로써, 선단측 기판 지지부(511) 및 기단측 기판 지지부(512)의 각각의 기판 재치면(511a, 512a)에서 복수의 웨이퍼(W)의 이면 가장자리부를 지지한다. 이에 따라, 엔드 이펙터(503)에 의해서 복수(본 예에서는 5장)의 웨이퍼(W)를 동시에 유지할 수 있다.
또한, 복수의 웨이퍼(W)를 유지한 상태에서 피치를 변경하고, 도 35b에 나타낸 대피치의 상태로 할 수도 있기 때문에, 피치 소(小)의 카셋으로부터 피치 대(大)의 카셋으로의 반송, 혹은 그 반대의 반송을 행할 수 있다.
다음으로, 본 실시 형태에 의한 엔드 이펙터의 특징 부분인 기판 지지부 접속 기구 및 변위 금지 수단에 대하여, 도 36 및 도 37을 참조하여 설명한다.
도 36에 나타낸 것처럼, 엔드 이펙터 본체(506)의 선단측에 설치된 선단측 기판 지지부(511)의 기단부는, 엔드 이펙터 본체(506) 내에 설치된 승강 링크 기구(513)에 접속된 승강 부재(514)에 회동 가능하게 접속되어 있다. 슬라이더(515)에 의해 승강 링크 기구(513)를 구동함으로써, 승강 부재(514)가 선단측 기판 지지부(511)와 일체로 승강한다.
승강 링크 기구(513), 승강 부재(514), 및 슬라이더(515)는, 선단측 기판 지지부(511)를 상방 위치와 하방 위치의 사이에서 이동시키기 위한 기판 지지부 구동 수단(516)을 구성한다. 기판 지지부 구동 수단(516)에 의해서, 복수의 선단측 기판 지지부(511)의 상하 방향의 피치를 변경할 수 있다.
도 37은, 선단측 기판 지지부(511)의 기단부를 승강 부재(514)에 회동 가능하게 접속하는 기판 지지부 접속 기구(517)를 나타내고 있다. 기판 지지부 접속 기구(517)는, 선단측 기판 지지부(511)에 외력이 가해졌을 때에, 외력에 따라서 선단측 기판 지지부(511)가 회전하도록, 선단측 기판 지지부(511)의 기단부를 회전 지지축(518)을 통하여 승강 부재(514)에 접속한다.
엔드 이펙터 본체(56)에 대한 선단측 기판 지지부(511)의 회동 동작의 회전 축선, 즉 회전 지지축(518)의 축선 방향은, 상하 방향에 대하여 직교하는 방향으로 배향되어 있다. 이에 따라, 선단측 기판 지지부(511)는, 엔드 이펙터(503)의 기단측으로부터 선단측을 향하는 전진 방향으로 엔드 이펙터(503)를 이동시켰을 때에, 선단측 기판 지지부(511)가 주위의 구조물과 충돌했을 때에 발생하는 외력에 따라서 원활하게 회전한다.
또한, 기판 지지부 접속 기구(517)는, 엔드 이펙터 본체(506)에 대한 선단측 기판 지지부(511)의 회동 동작에 저항을 부여하기 위한 저항 부여 수단(519)을 갖고 있다. 구체적으로는, 도 37에 나타낸 조정 볼트(520)를 적당히 조임으로써, 조정 볼트(520)에 설치된 환형상의 테이퍼 부재(521)의 웨지(wedge) 효과가 생긴다. 이 웨지 효과에 의해서, 선단측 기판 지지부(511)의 회전 지지축(518)과 테이퍼 부재(521)의 사이에, 회전시의 적당한 슬라이딩 저항을 일으키게 할 수 있다. 이에 따라, 선단측 기판 지지부(511)가 진동 등에 의해서 준비되지 않은채 회전 변위하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 선단측 기판 지지부(511)의 회동 동작에 저항을 부여하기 위한 저항 부여 수단으로서는, 상술한 환상의 테이퍼 부재(521)를 이용하는 기구에 한정되지 않고, 예를 들면, 선단측 기판 지지부(511)의 회전 지지축(518)에 볼 플랜져를 압착하여 저항을 부여하거나, 선단측 기판 지지부(511)의 회전 지지축(521)과 일체로 회전하는 회전 플랜지와, 이 회전 플랜지와의 사이에 마찰 저항을 일으키는 고정 플랜지로 저항을 부여하는 등, 각종 기구를 채용할 수 있다.
또한, 도 36에 나타낸 것처럼, 본 실시 형태에 의한 엔드 이펙터(503)는, 기판 지지부 구동 수단(516)에 의해서 소 피치 상태로 된 엔드 이펙터(503)에 있어서, 선단측 기판 지지부(511)에 외력이 가해졌을 때의 선단측 기판 지지부(511)의 변위를 금지하기 위한 변위 금지 수단(522)을 구비하고 있다. 변위 금지 수단(522)은, 그 선단부에 롤러 부재로 이루어지는 접촉부(523)를 갖고 있다.
다음으로, 도 38a 내지 도 38e를 참조하여, 기판 지지부 접속 기구(517) 및 변위 금지 수단(522)의 작용에 대하여 설명한다.
도 38a는, 기판 지지부 구동 수단(516)에 의해서 엔드 이펙터(503)가 소 피치 상태로 된 경우를 나타내고 있고, 이 소 피치 상태에 있어서는, 변위 금지 수단(522)의 접촉부(523)가, 선단측 기판 지지부(511)의 상하 방향의 중앙부에 맞닿아 있다. 이와 같이 변위 금지 수단(522)의 접촉부(523)에 의해서 선단측 기판 지지부(511)의 변위를 구속함으로써, 선단측 기판 지지부(511)가 진동 등으로 준비되지 않은채 회전 변위하는 것을 확실히 방지할 수 있다.
도 38b는, 기판 지지부 구동 수단(516)에 의해서 엔드 이펙터(503)가 대 피치 상태로 된 경우를 나타내고 있고, 이 대 피치 상태에 있어서는, 변위 금지 수단(522)의 접촉부(523)가, 선단측 기판 지지부(511)로부터 벗어나 있다.
이와 같이 선단측 기판 지지부(511)의 상하 방향의 위치(대 피치 또는 소 피치)에 따라서, 변위 제한 수단(522)에 의한 선단측 기판 지지부(511)의 변위의 제한 상태와 비제한 상태가 전환된다.
그리고, 대 피치 상태(도 38b)에 있어서는, 선단측 기판 지지부(511)가 주위의 구조물과 충돌하여 외력이 작용하면, 도 38c에 나타낸 것처럼, 회전 지지축(518)을 중심으로 하여 선단측 기판 지지부(511)가 회전 변위한다. 이에 따라, 선단측 기판 지지부(511)에 작용한 외력에 의해서 선단측 기판 지지부(511)나 이에 연결된 기판 지지부 구동 수단(516)이 손상을 받는 것을 방지할 수 있다. 또한, 선단측 기판 지지부(511)가 충돌한 주위 구조물의 손상도 방지할 수 있다.
또한, 도 38b에 나타낸 대 피치 상태에 있어서, 선단측 기판 지지부(511)에 진동 등이 가해진 경우에도, 저항 부여 수단(519)에 의해서 선단측 기판 지지부(511)의 회동 동작에 대하여 저항이 부여되어 있기 때문에, 선단측 기판 지지부(511)가 준비되지 않은채 회전 변위하는 일이 없다.
도 38c에 나타낸, 충돌에 의해 선단측 기판 지지부(511)가 회전 변위한 상태에서, 기판 지지부 구동 수단(516)에 의해서 대 피치 상태로부터 소 피치 상태로 엔드 이펙터(503)의 피치를 변환하면, 도 38d에 나타낸 것처럼, 변위 금지 수단(522)의 접촉부(523)가, 강하하는 선단측 기판 지지부(511)에 맞닿는다. 선단측 기판 지지부(511)를 더욱 강하시키면, 도 38e에 나타낸 것처럼, 변위 금지 수단(522)의 접촉부(523)에 의해서 선단측 기판 지지부(511)가 정규 위치(직립 상태)로 복귀된다.
상술한 것처럼 변위 금지 수단(522)은, 소 피치 상태에 있어서의 선단측 기판 지지부(511)의 준비되지 않은 회전 변위를 확실하게 방지함과 더불어, 대 피치 상태에 있어서 충돌에 의해 회전 변위한 선단측 기판 지지부(511)를, 엔드 이펙터(503)를 피치 변환(대 피치로부터 소 피치로)시에 자동적으로 정규 위치로 복귀시킬 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제3 참고예의 다른 실시 형태에 의한 엔드 이펙터(503)의 변위 금지 수단(522)에 대하여, 도 39a 내지 도 39c를 참조하여 설명한다. 또한, 상술한 실시 형태와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙여 설명은 생략한다.
본 실시 형태에 있어서는, 변위 금지 수단(522)이 플랜저 기구(접촉부 구동 수단)(524)를 구비하고 있고, 플랜저 기구(524)의 플랜저(524a)의 선단에, 롤러 부재로 이루어지는 접촉부(523)가 설치되어 있다. 플랜저 기구(524)는, 예를 들면 에어 실린더로 구성할 수 있다.
플랜저 기구(524)는, 소 피치 상태에 있어서, 변위 전의 위치에 있는 선단측 기판 지지부(511)에 도달할 수 있는 도달 위치와, 변위 전의 위치에 있는 선단측 기판 지지부(511)으로부터 이격한 이격 위치의 사이에 접촉부를 이동시키도록 구성되어 있다.
이와 같이 본 실시 형태에 있어서의 변위 금지 수단(522)은, 소 피치 상태에 있는 선단측 기판 지지부(511)에 대하여 진퇴 가능한 접촉부(523)를 구비하고 있고, 도 39a에 나타낸 것처럼 접촉부(523)를 이격 위치로 함으로써, 선단측 기판 지지부(511)의 회전 변위가 자유로 된다. 이 상태에서 선단측 기판 지지부(511)가 주위의 구조물과 충돌하여 외력이 가해지면, 도 39b에 나타낸 것처럼 선단측 기판 지지부(511)가 회전 변위한다.
이에 따라, 소 피치 상태에 있는 엔드 이펙터(503)에 있어서도, 선단측 기판 지지부(511)에 작용한 외력에 의해서 선단측 기판 지지부(511)나 이에 연결된 기판 지지부 구동 수단(516)이 손상을 받는 것을 방지할 수 있고, 또한, 선단측 기판 지지부(511)가 충돌한 주위의 구조물의 손상도 방지할 수 있다.
충돌에 의해 회전 변위한 선단측 기판 지지부(511)를 정규 위치로 복귀시킬 때에는, 도 39c에 나타낸 것처럼, 플랜저(524a)를 진출시켜 접촉부(523)를 도달 위치로 이동시켜, 접촉부(523)에서 선단측 기판 지지부(511)를 눌러 정규 위치에 복귀시킨다.
플랜저(524a)의 퇴피 조작은, 선단측 기판 지지부(511)에 대한 주위의 구조물의 충돌이 예상되는 로봇 동작을 실시하기 전에 행한다. 한편, 충돌 대책이 불필요한 상황에 있어서는, 플랜저(524a)를 진출시켜 접촉부(523)를 선단측 기판 지지부(511)에 맞닿게 함으로써, 진동 등에 의한 선단측 기판 지지부(511)의 준비되지 않은 회전 변위를 확실히 방지할 수 있다.
또한, 대피치 상태에 있어서 선단측 기판 지지부(511)가 충돌에 의해 변위한 경우에는, 플랜저(524a)를 진출시킨 상태에서 대 피치 상태로부터 소 피치 상태로 변환하면, 도 38c 내지 도 38e에 나타낸 최초의 실시 형태와 마찬가지로, 선단측 기판 지지부(511)를 자동적으로 정규 위치로 복귀시킬 수 있다.
혹은, 소 피치 상태로 변환한 후에 플랜저(524a)를 진출시킴으로써, 회전 변위한 선단측 기판 지지부(511)를 눌러 정규 위치에 복귀시킬 수도 있다.
또한, 상술한 각 실시 형태에 의한 엔드 이펙터(503)에 있어서는, 외력에 의한 선단측 기판 지지부(511)의 변위를 검지하기 위한 변위 검지 수단을 설치할 수 있다.
예를 들면, 도 40에 나타낸 것처럼, 도통 검지 스위치(526)의 한쪽 단자(526a)를 선단측 기판 지지 부재(511)에 장착함과 더불어, 다른쪽의 단자(526b)를 엔드 이펙터 본체(506)측에 고정하여 설치한다.
선단측 기판 지지부(511)가 정규 위치에 있을 때는, 도통 검지 스위치(525)의 단자(526a, 526b)끼리 접속되어 도통 상태에 있고, 충돌에 의해 선단측 기판 지지부(511)가 회전 변위하면 양 단자(526a, 526b)가 분리하여 절단 상태로 된다. 이에 따라, 선단측 기판 지지부(511)의 회전 변위를 검출할 수 있다.
또한, 도 41에 나타낸 것처럼, 푸시식의 스위치(527)를, 선단측 기판 지지부(511)의 회전 변위 방향에 있어서 엔드 이펙터 본체(506)측에 고정하여 설치하고, 회전 변위한 선단측 기판 지지부(511)에 의해서 스위치(527)가 눌러짐으로써, 절단 상태에 있던 스위치(527)가 도통 상태로 전환되도록 해도 된다.
또한, 도 42에 나타낸 것처럼, 반사형 광학 거리 센서(528)를 엔드 이펙터 본체(506)측에 고정하여 설치하고, 선단측 기판 지지부(511)까지의 거리를 반사형 광학 거리 센서(528)에서 검출하도록 해도 된다. 선단측 기판 지지부(511)가 충돌에 의해 회전 변위하면, 반사형 광학 거리 센서(528)에 의한 검출 거리가 변화하기 때문에, 이에 따라 선단측 기판 지지부(511)의 회전 변위를 검출할 수 있다.
상술한 각 실시 형태의 엔드 이펙터(503)에 의하면, 로봇 동작시에 있어서 선단측 기판 지지부(511)가 주위의 구조물과 충돌했을 때에는, 엔드 이펙터(503)의 전체가 아니라, 비교적 질량이 작은 선단측 기판 지지부(511)만이 변위하기 때문에, 충돌시의 충격력을 감도좋게 완화할 수 있다.
또한, 충돌시의 변형을 엔드 이펙터(503) 전체에 미치는 일 없이, 선단측 기판 지지부(511)만에 변형이 한정되기 때문에, 교환의 필요가 생긴 경우에도, 부품 교환이 간단하고, 또한 비용 저감이 된다.
또한, 상술한 각 실시 형태의 엔드 이펙터(503)에 의하면, 변위 금지 수단(522)을 구비함으로써, 선단측 기판 지지부(511)의 준비되지 않은 변위를 확실하게 방지할 수 있음과 더불어, 충돌에 의해 변위한 선단측 기판 지지부(511)를 정규 위치에 복귀시킬 수 있다.
다음으로, 본 발명에 의한 엔드 이펙터의 일실시 형태로서의 배치 반송식 핸드에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다.
도 43은, 본 실시 형태에 의한 배치 반송식 핸드(700)의 핸드 기부(701)의 내부가 보이도록 나타낸 모식적인 평면도이다. 배치 반송식 핸드(700)는, FOUP 등의 기판 수용부에 수용된 복수의 기판 중 최하단의 기판에 대향하는 핸드 기부(701)의 표면을 포함하는 기준면(도 1a의 대향면(32)에 대응하는 면)으로부터의 기판 유지 수단(702)의 돌출량을 변경하기 위한 돌출량 변경 수단(703)을 구비한다.
기판 유지 수단(702)은, 예를 들면, 도 1a에 나타낸 실시 형태의 유지부(4a, 4b)에 상당하는 것이며, 또한, 도 16 및 도 17에 나타낸 실시 형태의 기판 유지 수단(412)에 상당하는 것이며, 혹은 도 34에 나타낸 기판 지지부(511, 512)에 상당하는 것이다.
돌출량 변경 수단(703)에 의해서 기판 유지 수단(702)의 돌출량을 변경함으로써, 기판 유지 수단(702)에 의해서 유지하는 기판의 상하 피치가 변화한다. 돌출량 변경 수단(703)은, 상술한 각종 실시 형태에 있어서의 각종 링크 기구 등으로 구성할 수 있고, 예를 들면, 도 21a 및 도 21b에 나타낸 승강 링크 기구(423), 승강 부재(424), 및 슬라이더(425)를 포함한 구성으로 할 수 있다.
핸드 선단측의 좌우 승강 링크 기구(423)는, 핸드 기부(701)에 대하여 전후로 이동 가능하게 설치된 단일 슬라이더(425)의 좌우 단부에 각각 접속되어 있다. 핸드 기단측의 좌우의 승강 링크 기구(423)는, 다른 단일 슬라이더(425)의 좌우 단부의 각각에 접속되어 있다. 다른 단일 슬라이더(425)는, 핸드 기부(701)에 대하여 전후로 이동 가능하게 설치된 슬라이드판(704)의 위에, 슬라이드판(704)에 대하여 전후로 이동 가능하게 설치되어 있다. 슬라이드판(704)에는 에어 실린더(705)의 피스톤의 선단이 접속되어 있고, 에어 실린더(705)를 구동하여 피스톤을 진퇴 동작시킴으로써, 핸드 기부(701)에 대하여 슬라이드판(704)을 전후로 이동시킬 수 있다.
슬라이드판(704)의 중앙부에는 서보 모터(706)가 설치되어 있고, 서보 모터(706)는 슬라이드판(704)과 일체로 전후로 이동한다. 슬라이드판(704)의 위에 전후동 가능하게 배치된 슬라이더(425)에는, 핸드 선단측을 향하여 돌출하는 전방 돌출부(707)가 일체로 형성되어 있고, 슬라이더(425)의 전방 돌출부(707)의 중앙에 형성된 개구(708) 중에 서보 모터(706)가 배치되어 있다. 전방 돌출부(708)의 중앙의 개구(708)는, 핸드 기부(701)에 대하여 슬라이드판(704)을 전후시켜도 개구(708)의 가장자리부가 서보 모터(706)에 접촉하지 않는 치수로 형성되어 있다.
슬라이더(425)와 일체로 형성된 전방 돌출부(707)에는, 핸드 기단측의 볼 나사(709)의 너트(710)가 고정되어 있다. 볼 나사(709)의 나사축(711)의 후단부가, 서보 모터(706)의 출력축에 접속되어 있다. 볼 나사(709)의 전방 부분에는, 볼 스플라인(712)을 통하여, 핸드 선단측의 볼 나사(713)의 나사축(714)의 후단부가 접속되어 있다. 핸드 선단측의 볼 나사(713)의 너트(715)는, 핸드 선단측의 슬라이더(425)의 중앙부에 고정되어 있다.
서보 모터(706), 볼 나사(709, 713), 볼 스플라인(712)은, 승강 링크 기구(423), 승강 부재(424), 슬라이더(425)와 함께, 돌출량 변경 수단(703)을 구성한다.
서보 모터(706)는, 기판 유지 수단(702)의 전체에 대하여 구동력을 부여하는 단일 구동원을 구성하고 있다. 즉, 도 44에 나타낸 것처럼, 서보 모터(706)를 구동하여 그 출력축을 회전시키면, 핸드 선단측의 볼 나사(713)와 핸드 기단측의 볼 나사(709)가 일체로 구동된다. 이에 따라, 핸드 선단측의 너트(715)와 일체로 핸드 선단측의 슬라이더(452)가 전후로 이동하고, 이와 함께, 핸드 기단측의 너트(710)와 일체로 핸드 기단측의 슬라이더(425)가 전후로 이동한다. 이 때문에, 핸드 선단측의 좌우 2조의 기판 유지 수단(702)과, 핸드 기단측의 좌우 2조의 기판 유지 수단(702)의 합계 4조의 기판 유지 수단(702)의 전체가, 단일 구동원인 서보 모터(706)에 의해서 구동된다.
이와 같이 본 실시 형태에 의한 배치 반송식 핸드(700)에 있어서는, 단일 구동원으로서의 서보 모터(706)에 의해서, 기판 유지 수단(702)의 전체에 대하여 구동력을 부여할 수 있기 때문에, 복수의 기판의 상하 피치를 균등하게 변환할 수 있다. 이에 따라, 배치 반송식 핸드(700)에서 복수의 기판을 유지한 상태에서 피치 변환을 행할 때에, 기판이 기울어지는 것을 확실히 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 의한 배치 반송식 핸드(700)에 의해서 기판의 끼워넣음 동작을 행할 때에는, 도 45에 나타낸 것처럼, 에어 실린더(705)를 구동하여 그 피스톤을 밀어넣고, 이에 따라, 슬라이드판(704)을 전방으로 이동시킨다. 이에 따라, 슬라이드판(704)과 일체로 핸드 기단측의 좌우 2조의 기판 유지 수단(702)이 전방으로 이동한다. 이 때, 핸드 기단측의 나사축(711)과 핸드 선단측의 나사축(714)의 사이에는 볼 스플라인(712)이 설치되어 있기 때문에, 슬라이드판(704) 및 서보 모터(706)의 전방으로의 이동에 수반하여 핸드 기단측의 나사축(711)이 전방으로 이동해도, 핸드 선단측의 나사축(714)에 대하여 전방으로의 구동력은 전달되지 않는다.
다음으로, 상술한 배치 반송식 핸드(800)의 다른 실시 형태에 대하여, 도 46을 참조하여 설명한다.
도 46에 나타낸 것처럼, 이 배치 반송식 핸드(800)에 있어서는, 핸드 기부(801)의 선단측 기판 지지부(803)의 좌우의 조가, 4개의 선단측 연결 부재(804)에 의해서 서로 연결되어 있다. 마찬가지로, 핸드 기부(801)의 기단측 기판 지지부(805)의 좌우의 조가, 4개의 기단측 연결 부재(806)에 의해서 서로 연결되어 있다.
선단측 연결 부재(804) 및 기단측 연결 부재(806)의 각각은, 수평 방향으로 연장되는 대략 U자형의 부재이며, 선단측 수직 안내 부재(807) 및 기단측 수직 안내 부재(808)에 의해서 수직 방향의 이동이 안내되도록 구성되어 있다. 선단측 연결 부재(804)에는 선단측 기판 지지부(803)가 접속되고, 기단측 연결 부재(806)에는 기단측 기판 지지부(805)로 되어 있기 때문에, 선단측 및 기단측 연결 부재(804, 806)의 승강 동작에 수반하여, 선단측 및 기단측 기판 지지부(803, 805)가 승강한다.
선단측 수직 안내 부재(803)는, 핸드 기부(801)에 대하여 고정하여 설치되어 있다. 한편, 기단측 수직 안내 부재(808)는, 핸드 기부(801)에 대하여 전후 방향으로 이동 가능한 슬라이드판(809)에 대하여 고정하여 설치되어 있다.
슬라이드판(809)에는, 핸드 기부(801)에 설치된 에어 실린더(810)의 피스톤이 접속되어 있다. 에어 실린더(810)를 구동하여 그 피스톤을 진퇴 동작시킴으로써, 슬라이드판(809)이 전후로 이동한다. 슬라이드판(809)에는 기단측 수직 안내 부재(808)가 고정되어 있고, 기단측 수직 안내 부재(808)에 의해서 기단측 기판 지지부(805)가 승강 가능하게 지지되어 있기 때문에, 슬라이드판(809)을 전후로 이동시킴으로써, 기단측 기판 지지부(805)의 전진 동작에 의한 기판 끼워넣음 동작을 실현할 수 있다.
선단측 연결 부재(804)에 대한 승강 구동력이, 핸드 기부(801)에 대하여 좌우 방향으로 이동 가능하게 설치된 선단측 구동 부재(811)를 통하여 부여된다. 기단측 연결 부재(806)에 대한 승강 구동력이, 슬라이드판(809)에 대하여 좌우 방향으로 이동 가능하게 설치된 기단측 구동 부재(812)를 통하여 부여된다.
선단측 구동 부재(811)는, 4개의 선단측 연결 부재(804)에 대응하는 4개의 선단측 경사 안내 레일(813)을 갖는다. 마찬가지로, 기단측 구동 부재(812)는, 4개의 기단측 연결 부재(806)에 대응하는 4개의 기단측 경사 안내 레일(814)을 갖는다. 선단측 경사 안내 레일(813) 및 기단측 경사 안내 레일(814)의 각각은, 선단측 연결 부재(804) 및 기단측 연결 부재(806)의 각각에 형성된 선단측 경사홈(815) 및 기단측 경사홈(816)에 슬라이딩 가능하게 끼워맞춰져 있다.
선단측 경사 안내 레일(813) 및 기단측 경사 안내 레일(814)의 각각은, 수직 방향에 대하여 경사져 있기 때문에, 선단측 및 기단측 구동 부재(811, 812)를 좌우 방향으로 이동시킴으로써, 선단측 및 기단측 경사 안내 레일(813, 814)을 따라서 선단측 및 기단측 연결 부재(804, 806)를 승강 구동할 수 있다.
4개의 선단측 경사 안내 레일(813)의 각각은, 수직 방향에 대한 경사 각도가 상이하다. 마찬가지로, 4개의 기단측 경사 안내 레일(814)의 각각은, 수직 방향에 대한 경사 각도가 상이하다. 선단측 및 기단측 경사 안내 레일(813, 814)의 수직 방향에 대한 경사 각도가 클수록, 선단측 및 기단측 기판 지지부(803, 805)의 승강 동작의 거리가 작아진다. 동일한 기판을 지지하는 선단측 및 기단측 기판 지지부(803, 805)에 있어서는, 선단측 및 기단측 경사 안내 레일(813, 814)의 수직 방향에 대한 경사 각도가 동일하게 설정되어 있다. 이에 따라, 피치 변환 동작 중, 동일한 기판을 지지하는 선단측 및 기단측 기판 지지부(803, 805)가 항상 동일한 높이로 유지된다. 이 때문에, 기판을 유지한 상태에서 피치 변환 동작을 행하는 경우, 피치 변환 동작 중에 기판이 기울어지는 것을 확실히 방지할 수 있다.
핸드 기부(801)에는 볼 나사(817)가 좌우 방향으로 연장하여 설치되어 있다. 볼 나사(817)에 인접하여 서보 모터(818)가 핸드 기부(801)에 설치되어 있고, 서보 모터(818)의 출력축이 볼 나사(817)의 나사축(819)의 일단에 접속되어 있다. 볼 나사(817)의 너트(820)는, 핸드 기부(801)에 대하여 좌우 방향으로 이동 가능하게 설치된 전후 방향 가늘고 긴 부재(821)의 중앙부에 고정되어 있다.
선단측 구동 부재(811)는, 전후 방향 가늘고 긴 부재(821)의 전방 단부에 고정되어 있다. 전후 방향 가늘고 긴 부재(821)의 후방 단부에는, 전후 방향 가늘고 긴 부재(821)에 대하여 전후 방향으로 슬라이딩 가능하게 슬라이드편(822)이 설치되어 있다. 또한, 슬라이드편(822)은, 슬라이드판(809)에 대하여 좌우 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되어 있고, 슬라이드편(822)의 상면에 기단측 구동 부재(812)가 고정되어 있다.
서보 모터(818)는, 선단측 및 기단측 기판 지지부(803, 805)를 포함하는 기판 유지 수단의 전체에 대하여 구동력을 부여하는 단일 구동원을 구성하고 있다. 즉, 서보 모터(818)를 구동하여 볼 나사(817)의 나사축(819)을 회전시키면, 볼 나사(817)의 너트(820)가 좌우 방향으로 이동한다. 이에 따라, 선단측 및 기단측 구동 부재(811, 812)의 전체가 동시에 좌우 방향으로 이동하고, 선단측 및 기단측 경사 안내 레일(813, 814)을 따라서 선단측 및 기단측 연결 부재(804, 806)가 승강 구동된다. 이 때문에, 좌우 2조의 선단측 기판 지지부(803)의 조와, 좌우 2조의 기단측 기판 지지부(805)의 조의 합계 4조의 기판 지지부(803, 805)의 전체가, 단일 구동원인 서보 모터(818)에 의해서 구동된다.
이와 같이 본 실시 형태에 의한 배치 반송식 핸드(800)에 있어서는, 단일 구동원인 서보 모터(818)에 의해서, 선단측 및 기단측 기판 지지부(803, 805)를 포함하는 기판 유지 수단의 전체에 대하여 구동력을 부여할 수 있기 때문에, 복수의 기판의 상하 피치를 균등하게 변환할 수 있다. 이에 따라, 배치 반송식 핸드(800)로 복수의 기판을 유지한 상태에서 피치 변환을 행할 때에, 기판이 기울어지는 것을 확실히 방지할 수 있다.
이하, 기판 유지 수단의 피치 변환 기구에 소위 배(倍) 이송 기구(배 스트로크 기구, 배속 기구)를 이용하는 실시예에 대하여 설명한다.
도 47은, 상술한 기판 유지 수단의 피치 변환 기구의 다른 예를 나타내고 있다. 이 예에 있어서는, 5개의 원통 부재(601A, 601B, 601C, 601D, 601E)가 차례대로 포갠 상자 구조(텔레스코픽)로 되어 있다. 내측으로부터 2번째, 3번째, 4번째의 각 원통 부재(601B, 601C, 601D)의 상단에, 각 활차(602A, 602B, 602C)가 설치되어 있다. 각 활차(602A, 602B, 602C)에는, 각 벨트(가요성 부재)(603A, 603B, 603C)가 걸쳐져 있다. 각 벨트(603A, 603B, 603C)는, 각 활차(602A, 602B, 602C)가 설치된 각 원통 부재(601B, 601C, 601D)를 사이에 끼우는 한쌍의 원통 부재끼리를 연결하고 있다.
외측으로부터 2번째의 원통 부재(601D)를, 에어 실린더 등의 구동원(604)으로 상방으로 구동한다. 이에 따라, 외측으로부터 2번째의 원통 부재(601D)의 활차(602C)가 상승하고, 벨트(603C)를 통하여 외측으로부터 3번째의 원통 부재(601C)가 끌어올려진다. 외측으로부터 3번째의 원통 부재(601C)가 끌어올려지면, 거기에 설치된 활차(602B)가 상승하고, 벨트(603B)를 통하여 외측으로부터 4번째의 원통 부재(601B)가 끌어올려진다. 마찬가지로, 외측으로부터 4번째의 원통 부재(601B)의 활차(602A)가 상승하고, 벨트(603A)를 통하여 가장 내측의 원통 부재(601A)가 끌어올려진다.
각 원통 부재(601A, 601B, 601C, 601D, 601E)에 각 기판 유지부(예를 들면 도 20a 및 도 20b에 나타낸 기판 유지부(20))가 설치되어 있고, 각 원통 부재(601A, 601B, 601C, 601D, 601E)와 일체로 각 기판 유지부(20)가 승강 동작하고, 이에 따라, 피치 변환이 실행된다.
도 48a 및 도 48b는, 상술한 기판 유지 수단의 피치 변환 기구의 다른 예를 나타내고 있다. 이 예에 있어서는, 제1의 승강 부재(605)가, 제1의 수직 방향 리니어 가이드(606)를 통하여, 핸드 기부(607)에 대하여 수직 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있고, 이 제1의 승강 부재(605)의 상단에, 제1의 기판 지지부(608)가 설치되어 있다. 제1의 승강 부재(605)에는, 제1의 랙·앤드·피니언(rack-and-pinion)(609)의 랙(610)이 설치되어 있고, 제1의 랙·앤드·피니언(609)의 피니언(611)은, 핸드 기부(607)에 설치된 서보 모터(612)의 출력축에 고정되어 있다.
제1의 승강 부재(605)의 외측에는, 제2의 수직 방향 리니어 가이드(613)를 통하여, 제2의 승강 부재(614)가 설치되어 있고, 제2의 승강 부재(614)의 상단에, 제2의 기판 지지부(615)가 설치되어 있다. 제2의 승강 부재(614)에는, 제2의 랙·앤드·피니언(616)의 랙(617)이 설치되어 있고, 제2의 랙·앤드·피니언(616)의 피니언(618)은, 핸드 기부(607)에 설치된 서보 모터(612)의 출력축에 고정되어 있다.
도시를 생략하지만, 동일하게 하여, 제2의 승강 부재의 외측에 제3의 승강 부재가 설치되고, 제3의 승강 부재의 외측에 제4의 승강 부재가 설치되어 있다. 제3의 승강 부재의 상단에는 제3의 기판 지지부가 설치되고, 제4의 승강 부재의 상단에는 제4의 기판 지지부가 설치되어 있다.
제2의 랙·앤드·피니언(616)의 피니언(618)은, 제1의 랙·앤드·피니언(609)의 피니언(611)보다도 큰 직경(많은 톱니수)을 갖고 있다. 제3의 랙·앤드·피니언의 피니언은, 제2의 랙·앤드·피니언(616)의 피니언(618)보다도 큰 직경(많은 톱니수)을 갖고 있다. 제4의 랙·앤드·피니언의 피니언은, 제3의 랙·앤드·피니언의 피니언보다도 큰 직경(많은 톱니수)을 갖고 있다.
도 48a에 나타낸 상태로부터 서보 모터(612)의 출력축을 회전시키면, 도 48b에 나타낸 것처럼 각 승강 부재(605, 614)가 상승한다. 여기서, 랙·앤드·피니언의 피니언의 직경(톱니수)은 승강 부재마다 상이하기 때문에, 승강 부재마다 상승 속도가 상이하다. 이 때문에, 도 48b에 나타낸 것처럼, 각 승강 부재(605, 614) 및 그 상단의 각 기판 지지부(608, 615)를 각각 상이한 높이에 배치할 수 있다.
도 49는 상술한 기판 유지 수단의 피치 변환 기구의 다른 예를 나타내고 있다. 이 예에 있어서는, 상단에 기판 지지부(619)를 갖는 각 승강 부재(620)의 하단에 롤러(621)가 설치되어 있다. 각 승강 부재(620)는, 리니어 가이드(도시를 생략)에 의해서 수직 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다.
핸드 기부(622)에 대하여 요동 구동 부재(623)의 일단이 회동 가능하게 접속되어 있고, 이에 따라, 요동 구동 부재(623)가 핸드 기부(622)에 대하여 요동 가능하게 되어 있다. 각 승강 부재(620)의 각 롤러(621)는, 요동 구동 부재(623)의 상면에 전동 가능하게 맞닿아 있다. 에어 실린더 등의 구동원(624)에서 요동 구동 부재(623)의 자유단측을 구동하고, 요동 구동 부재(623)의 경사 각도를 변경함으로써, 각 승강 부재(620) 및 그 상단의 각 기판 지지부(619)를, 각각 상이한 높이에 배치할 수 있다.
또한, 도 50에 나타낸 것처럼, 요동 구동 부재(623)의 기단측에 설치한 회전축(625)을 서보 모터(626)로 회전 구동함으로써, 요동 구동 부재(623)의 경사 각도를 변경하도록 해도 된다.
또한, 다른 피치 변환 기구의 다른 변형예로서는, 승강 부재마다 에어 실린더를 설치하고, 각 승강 부재를 각 에어 실린더로 개별적으로 구동하도록 해도 된다.
또한, 상술한 각 실시 형태에 있어서의 변형예로서는, 도 51에 나타낸 것처럼, 최하단의 기판의 하방 또는 최상단의 기판의 상방에 진입하는 핸드 기부(627)의 적어도 일부는, 그 좌우 방향에 있어서의 폭(D)을 300mm보다도 작게 설정해도 된다.
또한, 도 52에 나타낸 것처럼, 핸드 기부(628)는, 기판 유지 수단(629)이 배치된 전방 부분(630)과, 전방 부분(630)과 일체로 형성된 후방 부분(631)을 갖고, 후방 부분(631)은, 전방 부분(630)보다도 상하 방향의 두께가 두꺼워도 된다. 두께가 큰 후방 부분(631)에는, 그 내부에 기판 유지 수단의 구동원(서보 모터, 에어 실린더 등)등을 배치할 수 있다. 또한, 이와 같이 함으로써 핸드 기부(628)의 늘어짐을 경감할 수 있다.
또한, 다른 변형예로서는, 돌출량 변경 수단에 의해서 기판 유지 수단의 돌출량을 최소로 한 상태에 있어서, 복수의 기판 지지부의 높이가 동일해도 되고, 혹은 동일하지 않아도 된다.
또한, 다른 변형예로서는, 기판 유지 수단의 돌출량의 변경을, 미리 정한 2치의 사이에서 전환하도록 해도 된다. 예를 들면, 제1의 돌출량은 상하 피치 6 mm에 대응하는 값으로 하고, 제2의 돌출량은 상하 피치 10mm에 대응하는 값으로 할 수 있다.
또한, 다른 변형예로서는, 돌출량 변경 수단에 의해서 기판 유지 수단의 돌출량을 최소로 한 상태에 있어서, 복수의 기판 지지부의 전체가, 핸드 기부의 기준면(도 1a의 대향면(32)에 대응하는 면)으로부터 돌출하지 않도록 해도 되고, 혹은, 복수의 기판 지지부의 적어도 일부가, 기준면으로부터 돌출하고 있어도 된다.
또한, 다른 변형예로서는, 돌출량 변경 수단은, 핸드 기부의 선단측의 복수의 기판 지지부만의 돌출량을 변경하도록 구성되어 있고, 핸드 기부의 기단측의 복수의 기판 지지부의 돌출량은 불변으로 해도 된다.
또한, 다른 변형예로서는, 배치 반송식 핸드로 유지하는 2장 이상의 기판 중의, 핸드 기부의 기준면에 가장 가까운 위치의 기판을 지지하기 위한 기판 지지부가, 핸드 기부에 고정되어 있어도 된다. 이에 따라, 피치 변환 기구를 간소화할 수 있다.
또한, 다른 변형예로서는, 기판 지지부 또는 이와 일체로 형성된 부재(승강 부재 등)의 적어도 일부가, 충격력을 받았을 때에 변형하기 쉬운 재료, 예를 들면 수지, 금속판, 알루미늄 등으로 구성되어 있어도 된다. 여기서, 「변형하기 쉽다」란, 핸드 기부의 내부의 구동 기구가 손상하는 힘보다도 작은 힘으로 변형하는 것을 의미한다. 이에 따라, 기판 지지부 등에 가해진 충격력이 전달됨에 의한 핸드 기부의 내부의 구동 기구의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 다른 변형예로서는, 도 53(a)에 나타낸 것처럼, 기판 유지 수단(900)에 의해서 복수(본 예에서는 3장)의 기판을 유지하는 상태에 있어서, 전후에 대응하는 2조의 기판 지지부의 조(901, 903)와 조(902, 904)는, 좌우 방향을 따라서 경사지는 높이의 경사 방향이 서로 반대로 된다. 또한, 좌우에 대응하는 2조의 기판 지지부의 조(901, 902)와 조(903, 904)는, 좌우 방향을 따라서 경사지는 그들의 높이의 경사 방향이 서로 반대로 된다.
선단측 및 기단측의 기판 지지부의 조의 경사 방향을 도 53(a)와 같이 하면, 각 기판에 대한 4개의 지지 위치가, 도 53(b)에 나타낸 것처럼 된다. 즉, 도 53(b)로부터 알 수 있듯이, 가장 높은 위치에서 유지된 기판의 4개의 지지 위치(A)를 꼭지점으로 하는 사각형은, 가장 낮은 위치에서 유지된 기판의 4개의 지지 위치(C)를 꼭지점으로 하는 사각형과 동일하다. 중앙의 높이로 유지된 기판의 4개의 지지 위치(B)를 꼭지점으로 하는 사각형은, 지지 위치 A 또는 지지 위치 C에 의한 사각형과 동일하지 않지만, 크게 상이한 것은 아니다. 이 때문에, 기판마다의 기판 지지 위치의 편차에 기인하는 기판마다의 유지 상태의 편차를 억제할 수 있다.
또한, 도 54(a)에 나타낸 것처럼, 좌우에 대응하는 2조의 기판 지지부의 조(901, 902)와 조(903, 904)는, 좌우 방향을 따라서 경사지는 그들의 높이의 경사 방향이 서로 동일해도 된다. 이와 같이 하면, 도 54(b)에 나타낸 것처럼, 가장 높은 위치에서 유지된 기판의 4개의 지지 위치 A를 꼭지점으로 하는 사각형과, 중앙의 높이로 유지된 기판의 4개의 지지 위치 B를 꼭지점으로 하는 사각형과, 가장 낮은 위치에서 유지된 기판의 4개의 지지 위치 C를 꼭지점으로 하는 사각형이, 모두 동일하게 된다. 이 때문에, 기판마다의 유지 상태의 편차를 한층 더 억제할 수 있다.
또한, 상술한 각종 실시 형태의 변형예로서는, 기판 유지 수단이, 각각의 기판의 가장자리부의 3개소를 지지하도록 해도 된다. 예를 들면, 도 55에 나타낸 것처럼, 선단측은, 기판 지지부(901)만으로 지지하도록 구성할 수 있다.
또한, 상술한 각 실시 형태에 있어서는, 핸드 기부의 기단측의 기판 지지부의 조는, 핸드 기부에 대하여 전후로 이동 가능하고, 핸드 기부의 선단측의 기판 지지부의 조는, 핸드 기부에 대하여 전후로 이동 불가능하게 하고 있다.
여기서, 선단측 및 기단측의 기판 지지부의 조로 기판을 사이에 끼워넣을 때에는, 기단측의 기판 지지부의 조는, 핸드 기부 내의 구동원으로 구동하여 기판측으로 이동시킴과 더불어, 선단측의 기판 지지부의 조는, 로봇의 동작에 의해서 핸드 전체적으로 기판측으로 이동시킨다.
이와 같이 로봇의 동작을 이용함으로써, 선단측의 기판 지지부의 조에 대하여 특별한 구동 기구를 설치하지 않아도, 기판의 끼워넣음 동작을 지장 없이 행할 수 있다.
또한, 기판의 끼워넣음 동작의 변형예로서는, 기판 지지부의 각 조를 수직 방향의 회전축선 둘레로 회전시키는 동작을 이용하는 방식이나, 혹은, 기판 지지부의 각 조를 수직 방향에 대하여 기울여 이동시켜 기판의 아래에 기판 지지부를 위치시키는 방식을 채용할 수도 있다.
또한, 도 16 및 도 17에 나타낸 블레이드 핸드(408)와 배치 반송식 핸드(409)를 구비한 엔드 이펙터(405)를 이용하여 기판을 반송하는 경우, 도 24a 등에 나타낸 FOUP(426)로부터 블레이드 핸드(408)로 기판을 빼낸 후에 FOUP(426) 내에 남는 기판의 장수와, 기판 반송처의 기판 수용선반(27)에 블레이드 핸드(408)로 기판을 넣은 후의 빈 슬롯 단수의 공약수가, 배치 반송식 핸드(409)의 기판 유지 장수가 되도록 해도 된다.
이와 같이 하면, FOUP(426)로부터 기판 수용선반(27)으로의 기판 반송 회수를 최소화할 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서 기판의 유지는, 핸드에 의해서 기판을 반송 가능한 상태로 하는 것을 의미하고, 핸드에 의해서, 기판을 얹거나, 흡착 또는 끼움 지지하는 상태여도 된다.
상술한 각종 실시 형태 및 변형예는, 본 발명의 범위 내에서 적절히 조합할 수 있다. 예를 들면, 도 36에 나타낸 기판 지지부 접속 기구(517)를, 도 1a에 나타낸 제1 유지부(4A), 도 43에 나타낸 기판 유지 수단(702), 혹은 도 46에 나타낸 선단측 기판 지지부(803)에 적용할 수 있다. 또한, 도 16에 나타낸 기판 반송 로봇(401)에 있어서, 배치 반송식 핸드(409)에 대신하여, 도 1a에 나타낸 핸드(3), 혹은 도 34에 나타낸 엔드 이펙터(503)를 채용할 수 있다.
1 :　엔드 이펙터 장치 　2 :　판상 부재 반송용 로봇
3 :　핸드 　5 :　주슬라이드체
7 :　피치 변환 기구 　8A :　링크 기구
9 : 반도체 웨이퍼 　30 : 본체부
31 : 가동부 　40A : 제1 직선 이동체
41A : 제1 직선 이동부 　401, 500 : 기판 반송 로봇
402 : 기대 　403 : 주축
404 : 로봇 아암 　404A : 제1 로봇 아암
404B : 제2 로봇 아암 　405 : 엔드 이펙터
406 : 제1 아암 부재 　407 : 제2 아암 부재
408 :　블레이드 핸드(제1의 핸드)
409 :　배치 반송식 핸드(제2의 핸드)
410 :　블레이드 핸드의 핸드 본체
411 :　배치 반송식 핸드의 핸드 기부
412 :　배치 반송식 핸드의 기판 유지 수단
413 :　블레이드 핸드의 핑거부
414 :　블레이드 핸드의 핸드 기부
415 :　블레이드 핸드의 기판 지지부
416 :　블레이드 핸드의 파지 수단
417 :　블레이드 핸드의 접촉부
418 :　블레이드 핸드의 가동 부재
419 :　블레이드 핸드의 구동원
420 :　배치 반송식 핸드의 기판 지지부
421 :　배치 반송식 핸드의 가동 부재
422 :　배치 반송식 핸드의 구동원
423 :　승강 링크 기구 424 :　승강 부재
425 :　슬라이더 　426 :　FOUP(기판 수용부)
427 :　기판 수용선반(기판 수용부)
428 :　핸드 공통 본체부 　500A :　제1 기판 반송 로봇
500B :　제2 기판 반송 로봇 　501 :　기판 반송 로봇
502 :　로봇 아암 　503 :　엔드 이펙터
504 :　아암 지지축 　505 :　지지대
506 :　엔드 이펙터 본체 　
507 :　엔드 이펙터 본체의 고정부
508 :　엔드 이펙터 본체의 가동부
509 :　가동부의 액츄에이터
510 :　가동부의 링크 기구 　511 :　선단측 기판 지지부
511a :　기판 재치면 　512 :　기단측 기판 지지부
512a :　기판 재치면 　513 :　승강 링크 기구
514 :　승강 부재 　515 :　슬라이더
516 :　기판 지지부 구동 수단
517 :　기판 지지부 접속 기구
518 :　회전 지지축 　519 :　저항 부여 수단
520 :　조정 볼트 　521 :　테이퍼 부재
522 :　변위 금지 수단 　523 :　접촉부
524 :　플랜저 기구(접촉부 구동 수단)
525 :　변위 검지 수단 　526 :　도통 검지 스위치
526a, 526b :　도통 검지 스위치의 단자
527 :　푸시식 스위치 　528 :　반사형 광학 거리 센서
601A~E : 피치 변환 기구의 원통 부재
602A~C : 활차 　603A~C :　벨트(가요성 부재)
604 :　피치 변환 기구의 구동원
605 :　제1의 승강 부재
606 :　제1의 수직 방향 리니어 가이드
607 :　핸드 기부 　608 :　제1의 기판 지지부
609 :　제1의 랙·앤드·피니언
610 :　제1의 랙·앤드·피니언의 랙
611 :　제1의 랙·앤드·피니언의 피니언
612 :　서보 모터　613 :　제2의 수직 방향 리니어 가이드
614 :　제2의 승강 부재 　615 :　제2의 기판 지지부
616 :　제2의 랙·앤드·피니언
617 :　제2의 랙·앤드·피니언의 랙
618 :　제2의 랙·앤드·피니언의 피니언
619 :　기판 지지부 　620 :　승강 부재
621 :　롤러 　622 :　핸드 기부
623 :　요동 구동 부재 　624 :　구동원
625 :　회전축 　626 :　서보 모터
627, 628 : 핸드 기부 　629 :　기판 유지 수단
630 :　핸드 기부의 전방 부분
631 :　핸드 기부의 후방 부분
700, 800 : 배치 반송식 핸드(엔드 이펙터)
701, 801 : 핸드 기부 　702 :　기판 유지 수단
703 :　돌출량 변경 수단 　704 :　슬라이드판
705 :　에어 실린더　
706 :　돌출량 변경 수단의 서보 모터
707 :　슬라이더의 전방 돌출부
708 :　전방 돌출부의 개구
709 :　핸드 기단측의 볼 나사
710 :　핸드 기단측의 볼 나사의 너트
711 :　핸드 기단측의 볼 나사의 나사축
712 :　볼 스플라인
713 :　핸드 선단측 볼 나사
714 :　핸드 선단측의 볼 나사의 나사축
715 :　핸드 선단측의 볼 나사의 너트
802 :　기판 지지부 　803 :　선단측 기판 지지부
804 :　선단측 연결 부재 　805 :　기단측 기판 지지부
806 :　기단측 연결 부재 　807 :　선단측 수직 안내 부재
808 :　기단측 수직 안내 부재
809 :　슬라이드판 　810 :　에어 실린더
811 :　선단측 구동 부재
812 :　기단측 구동 부재
813 :　선단측 경사 안내 레일
814 :　기단측 경사 안내 레일
815 :　선단측 경사홈 　816 :　기단측 경사홈
817 :　볼 나사 　818 :　서보 모터
819 :　볼 나사의 나사축 　820 :　볼 나사의 너트
821 :　전후 방향 가늘고 긴 부재
900 :　기판 유지 수단 　L1 :　제1 축선
L2 :　제2 축선 　L3 :　제3 축선
S, W : 기판(웨이퍼)

Claims (22)

  1. 2장 이상의 기판을 유지할 수 있는 엔드 이펙터로서,
    기판 수용부에 수용된 복수의 기판 중의 최하단의 기판의 하방 또는 최상단의 기판의 상방에 적어도 일부가 진입하는 핸드 기부(基部)와,
    상기 핸드 기부에 설치되고, 상기 최하단의 기판 또는 상기 최상단의 기판을 포함하는 상기 2장 이상의 기판을 지지하기 위한 기판 유지 수단과,
    상기 최하단의 기판 또는 상기 최상단의 기판에 대향하는 상기 핸드 기부의 표면을 포함하는 기준면으로부터의 상기 기판 유지 수단의 돌출량을 변경하기 위한 돌출량 변경 수단을 구비하고,
    상기 돌출량 변경 수단은, 상기 기판 유지 수단의 전체에 대하여 구동력을 부여하는 단일의 구동원을 갖는, 엔드 이펙터. 　
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 돌출량 변경 수단에 의해서 상기 기판 유지 수단의 돌출량을 변경함으로써, 상기 기판 유지 수단에 의해서 유지하는 상기 2장 이상의 기판의 상하 피치가 변화하도록 구성되어 있는, 엔드 이펙터.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 기판 유지 수단은, 상기 기판의 가장자리부를 지지하기 위하여 상기 핸드 기부의 선단측에 설치된 좌우 2조(組)의 기판 지지부의 조와, 상기 기판의 가장자리부를 지지하기 위하여 상기 핸드 기부의 기단측에 설치된 좌우 2조의 기판 지지부의 조를 갖고,
    상기 핸드 기부의 선단측의 상기 기판 지지부의 좌우의 조가 서로 연결되어 있고, 상기 핸드 기부의 기단측의 상기 기판 지지부의 좌우의 조가 서로 연결되어 있는, 엔드 이펙터.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최하단의 기판의 하방 또는 상기 최상단의 기판의 상방에 진입하는 상기 핸드 기부의 상기 적어도 일부는, 좌우 방향에 있어서 300mm보다도 작은 폭을 갖는, 엔드 이펙터.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핸드 기부는, 상기 기판 유지 수단이 배치된 전방 부분과, 상기 전방 부분과 일체로 형성된 후방 부분을 갖고, 상기 후방 부분은, 상기 전방 부분보다도 상하 방향의 두께가 두꺼운, 엔드 이펙터.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 유지 수단은, 상기 기판의 가장자리부를 지지하기 위하여 상기 핸드 기부의 선단측에 설치된 좌우 2조의 기판 지지부의 조와, 상기 기판의 가장자리부를 지지하기 위하여 상기 핸드 기부의 기단측에 설치된 좌우 2조의 기판 지지부의 조를 갖고,
    상기 기판 유지 수단에 의해서 상기 2장 이상의 기판을 유지하는 상태에 있어서, 전후에 대응하는 2조의 상기 기판 지지부의 조는, 좌우 방향을 따라서 경사지는 높이의 경사 방향이 서로 반대인, 엔드 이펙터.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 유지 수단은, 상기 2장 이상의 기판의 각각의 가장자리부의 3개소를 지지하도록 구성되어 있는, 엔드 이펙터.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 기판 유지 수단은, 상기 기판의 가장자리부를 지지하기 위하여 상기 핸드 기부의 선단측에 설치된 좌우 2조의 기판 지지부의 조와, 상기 기판의 가장자리부를 지지하기 위하여 상기 핸드 기부의 기단측에 설치된 좌우 2조의 기판 지지부의 조를 갖고,
    상기 선단측의 상기 좌우 2조의 기판 지지부의 조는, 각각의 조에서 상이한 기판을 지지하도록 구성되어 있는, 엔드 이펙터.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 유지 수단은, 상기 기판의 가장자리부를 지지하기 위한 복수의 기판 지지부를 갖고,
    상기 2장 이상의 기판 중 상기 기준면에 가장 가까운 위치의 기판을 지지하기 위한 기판 지지부가, 상기 핸드 기부에 고정되어 있는, 엔드 이펙터.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 유지 수단은, 상기 기판의 가장자리부를 지지하기 위한 복수의 기판 지지부를 갖고,
    상기 기판 지지부 또는 이와 일체로 형성된 부재의 적어도 일부가, 충격력을 받았을 때에 변형하기 쉬운 재료로 구성되어 있는, 엔드 이펙터.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 유지 수단은,
    상기 핸드 기부를 갖는 엔드 이펙터 본체의 선단측에 설치되고, 상기 기판의 이면 가장자리부를 지지하는 기판 재치면을 포함하는 기판 지지부와,
    상기 기판 지지부에 외력이 가해졌을 때에 상기 외력에 따라서 상기 기판 지지부가 변위하도록 상기 기판 지지부를 상기 엔드 이펙터 본체의 선단측에 접속하는 기판 지지부 접속 기구를 갖는, 엔드 이펙터.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 기판 지지부 접속 기구는, 상기 기판 지지부의 기단부를 상기 엔드 이펙터 본체의 선단측에 회동 가능하게 접속하기 위한 수단을 갖는, 엔드 이펙터.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 기판 지지부 접속 기구는, 상기 엔드 이펙터 본체에 대한 상기 기판 지지부의 회동 동작에 저항을 부여하기 위한 저항 부여 수단을 갖는, 엔드 이펙터.
  14. 청구항 12 또는 청구항 13에 있어서,
    상기 엔드 이펙터 본체에 대한 상기 기판 지지부의 회동 동작의 회전 축선이 상하 방향에 대하여 직교하는 방향으로 배향되어 있는, 엔드 이펙터.
  15. 청구항 11 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 지지부에 상기 외력이 가해졌을 때의 상기 기판 지지부의 변위를 금지하기 위한 변위 금지 수단을 더 구비한, 엔드 이펙터.
  16. 청구항 15에 있어서,　
    상기 변위 금지 수단은,
    상기 기판 지지부에 대하여 진퇴 가능한 접촉부와,
    변위 전의 위치에 있는 상기 기판 지지부에 도달 할 수 있는 도달 위치와 상기 변위 전의 위치에 있는 상기 기판 지지부로부터 이격한 이격 위치의 사이에서 상기 접촉부를 이동시키기 위한 접촉부 구동 수단을 갖는, 엔드 이펙터.
  17. 청구항 15 또는 청구항 16에 있어서,
    상기 기판 지지부를 상방 위치와 하방 위치의 사이에서 이동시키기 위한 기판 지지부 구동 수단을 더 구비하고,
    상기 기판 지지부의 상하 방향의 위치에 따라서 상기 변위 금지 수단에 의한 상기 기판 지지부의 변위의 제한 상태와 비제한 상태가 바뀌는, 엔드 이펙터.
  18. 청구항 17에 있어서,　
    상기 기판 지지부는, 상기 외력에 따라서 그 기단부를 중심으로 회전 가능하고,
    상기 변위 금지 수단은, 상기 외력에 따라서 회전한 상기 기판 지지부를 상기 기판 지지부 구동 수단에 의해서 하방으로 이동할 때에 상기 기판 지지부에 맞닿아 상기 기판 지지부를 회전 전의 위치로 복귀시키는 접촉부를 갖는, 엔드 이펙터.
  19. 청구항 17 또는 청구항 18에 있어서,
    상하 방향의 상이한 위치에 각각 배치된 복수의 상기 기판 지지부를 구비하고,
    상기 기판 지지부 구동 수단은, 복수의 상기 기판 지지부의 상하 방향의 피치를 변경하기 위한 수단인, 엔드 이펙터.
  20. 청구항 11 내지 청구항 19 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 지지부는, 상기 엔드 이펙터의 기단측으로부터 선단측을 향하는 전진 방향으로 상기 엔드 이펙터를 이동시켰을 때에 상기 기판 지지부가 주위의 물체와 충돌했을 때에 생기는 상기 외력에 따라서 변위하는, 엔드 이펙터.
  21. 청구항 11 내지 청구항 20 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외력에 의한 상기 기판 지지부의 변위를 검지하기 위한 변위 검지 수단을 더 구비한, 엔드 이펙터.
  22. 청구항 1 내지 청구항 21 중 어느 한 항에 기재된 엔드 이펙터와,
    상기 엔드 이펙터가 선단에 장착된 다관절 아암을 구비한, 기판 반송 로봇.
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