KR20180037279A - 기판 이송 장치 - Google Patents

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카와사키 주코교 카부시키 카이샤
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Abstract

기판 이송 장치는 케이스와 기판 반송 로봇을 구비한다. 케이스는, 제1 방향의 치수와 비교하여 제2 방향의 치수가 크고, 반송 챔버 및 반송 챔버의 제1 방향의 적어도 한쪽에 배치된 적어도 하나의 개구가 형성된 벽을 구비한다. 기판 반송 로봇은, 베이스, 로봇 암, 로봇 핸드 및 컨트롤러를 구비한다. 소정의 배타 영역을 반송 챔버로부터 제외한 공간을 유효 반송 챔버로 정의할 때, 링크의 링크 길이(DL)는 반송 챔버 치수(Dx)보다 작고, 로봇 핸드의 핸드 길이(Dh)는 유효 반송 챔버 치수(Dx') 이상이다.

Description

기판 이송 장치
본 발명은 반도체 기판이나 유리 기판 등의 기판을 캐리어에서 프로세스 장치로 이송하는 기판 이송 장치에 관한 것이다.
종래에, 반도체 소자의 제조 재료인 반도체 기판(이하, 단순히 「기판」이라고 한다)에 소자 형성 등의 프로세스 처리를 행하는 기판 처리 설비가 알려져 있다. 일반적으로, 기판 처리 설비에는 프로세스 처리 장치와, 프로세스 처리 장치와 인접 배치된 기판 이송 장치 등이 설치되어 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에 기재된 기판 이송 장치는, 내부에 반송 챔버가 형성된 케이스와, 케이스의 전방 벽에 설치된 복수의 로드 포트와, 반송 챔버 내에 설치된 기판 반송 로봇을 구비한다. 기판 반송 로봇은 로봇 암과 로봇 암의 손목과 연결된 로봇 핸드를 구비한다. 이 기판 반송 로봇은 프로세스 처리 장치에의 기판의 로드 및 언로드, 공정 간 반송용인 밀폐 가능한 기판 캐리어에 수용된 기판의 추출 및 수용 등의 작업을 한다. 상기와 같은 기판 이송 장치의 일례로서, 프론트 엔드 모듈 (Equipment Front End Module, 약칭 EFEM)과 소터(sorter)가 알려져 있다. 또한, 상기와 같은 기판 캐리어의 일례로서 FOUP (Front Opening Unified Pod)라는 것이 알려져 있다.
기판 이송 장치에는 처리량(throughput)을 향상시키기 위해 하나의 반송 챔버에 대해 복수의 기판 캐리어가 연결된다. 따라서, 반송 챔버와 연통되는 기판 캐리어의 수와 대응하는 복수의 로드 포트가 케이스의 전방 벽에 설치된다. 그 결과, 기판 이송 장치의 폭(즉, 케이스의 폭)이 넓어지는 경향이 있다. 한편, 기판 이송 장치의 소형화를 도모하기 위해 기판 이송 장치의 길이를 단축하는 것이 바람직하다.
기판 이송 장치의 길이에 따라 기판 반송 로봇의 로봇 암을 구성하는 각 링크의 길이가 제한된다. 따라서, 제한된 로봇 암의 각 링크의 길이에서 로봇 핸드의 가동 범위를 확대하는 기술이 제안되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 2 및 특허문헌 3에서 로봇 암의 손목부에 대해 로봇 핸드 또는 그 선단부를 일정한 자세에서 직선으로 전진 또는 후퇴할 수 있도록 구성된 기판 반송 로봇이 제안되고 있다.
일본특허공개 2008-28134호 일본특허공개 H10-6267호 일본특허공개 2007-169007호
종래의 기판 이송 장치에서는, 케이스와 연결된 기판 캐리어는 길이 방향과 평행하게 반송 챔버 내부에 개구되어 있다. 이러한 기판 캐리어에 로봇 핸드가 진입 또는 퇴출할 때, 로봇 핸드는 반송 챔버의 내부 및 기판 캐리어의 내부를 길이 방향과 평행하게 이동한다. 여기에서 「핸드 길이」는 로봇 핸드에 유지된 기판을 포함한 로봇 핸드의 길이 방향의 치수이며, 구체적으로는 로봇 핸드의 기단(基端)에서 당해 로봇 핸드에 지지된 기판의 선단(先端)까지의 치수를 의미한다.
상기와 같이 동작하는 로봇 핸드의 핸드 길이도 역시 기판 이송 장치의 길이에 제한되는 것으로 여겨졌다. 더 상세하게는, 반송 챔버에는 로드 포트가 작동하기 위한 배타 영역이 규정되어 있고, 로봇 핸드의 핸드 길이는 반송 챔버로부터 배타 영역을 제외한 공간의 길이보다 작아야 한다고 여겨졌다.
본 발명은 이상과 같은 사정을 감안한 것으로, 그 목적은 기판 이송 장치에서 반송 챔버의 깊이의 단축을 용이하게 실현하기 위한 기술을 제안하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 이송 장치는, 임의의 수평 방향을 제1 방향으로 하고, 상기 제1 방향과 직교하는 수평 방향을 제2 방향으로 정의할 때, 상기 제1 방향의 치수와 비교하여 상기 제2 방향의 치수가 크고, 반송 챔버 및 상기 반송 챔버의 상기 제1 방향의 적어도 한쪽에 배치된 적어도 하나의 개구가 형성된 벽을 구비하는 케이스와; 상기 반송 챔버에 배치된 베이스, 상기 베이스에 지지된 적어도 하나의 링크를 구비하는 로봇 암, 상기 로봇 암의 손목부에 연결된 기판을 유지 가능한 로봇 핸드, 및 상기 로봇 암 및 상기 로봇 핸드의 동작을 제어하는 컨트롤러를 구비하는 기판 반송 로봇;을 포함하고, 소정의 배타 영역을 상기 반송 챔버로부터 제외한 공간을 유효 반송 챔버로 정의할 때, 상기 적어도 하나의 링크의 길이는 상기 반송 챔버의 상기 제1 방향의 치수보다 작고, 상기 로봇 핸드의 핸드 길이는 상기 유효 반송 챔버의 상기 제1 방향의 치수 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 기판 이송 장치에 있어서, 반송 챔버의 제1 방향의 치수는 기판 반송 로봇의 로봇 핸드의 핸드 길이가 아니라 로봇 암의 각 링크의 길이에 의해 제한된다. 기판 반송 로봇의 링크의 길이의 단축은 기판 반송 로봇에 제2 방향(Y)으로 주행하는 주행 축을 구비하거나 기판 반송 로봇의 링크의 수를 늘리는 것에 의해, 핸드 길이를 단축하는 것과 비교해 용이하게 실현할 수있다. 따라서, 반송 챔버의 제1 방향의 치수 단축을 용이하게 실현할 수 있다.
본 발명에 의하면, 기판 이송 장치에서 반송 챔버의 제1 방향의 치수(길이)의 단축을 용이하게 실현하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치를 구비하는 기판 처리 설비를 도시하는 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기판 처리 설비를 도시하는 개략적인 측면도이다.
도 3은 기판 반송 로봇의 제어 계통의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 기판 반송 로봇의 링크 길이와 핸드 길이를 설명하는 측면도이다.
도 5는 제1 실시예에 따른 기판 반송 로봇의 로봇 핸드가 전방 개구를 통해 반송 챔버에서 출입할 때의 모습을 설명하는 도면이다.
도 6은 제2 실시예에 따른 기판 반송 로봇의 로봇 핸드의 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 로봇 핸드의 측면도이다.
도 8은 도 6에 도시된 로봇 핸드의 저면도이다.
도 9는 렌즈 유닛에 의한 광 신호 전송의 이미지도이다.
도 10은 제2 실시예에 따른 기판 반송 로봇의 로봇 핸드가 전방 개구를 통해 반송 챔버에서 출입할 때의 모습을 설명하는 도면이다.
도 11은 제2 실시예의 변형예 1에 따른 기판 반송 로봇의 로봇 핸드의 평면도이다.
도 12는 도 11에 도시된 로봇 핸드의 측면도이다.
도 13은 도 11에 도시된 로봇 핸드의 저면도이다.
도 14는 제2 실시예의 변형예 2에 따른 기판 반송 로봇의 로봇 핸드가 전방 개구를 통해 반송 챔버에서 출입할 때의 모습을 설명하는 도면이다.
도 15는 제2 실시예의 변형예 3에 따른 기판 반송 로봇의 로봇 핸드가 전방 개구를 통해 반송 챔버에서 출입할 때의 모습을 설명하는 도면이다.
도 16은 제2 실시예의 변형예 4에 따른 기판 반송 로봇의 로봇 핸드가 전방 개구를 통해 반송 챔버에서 출입할 때의 모습을 설명하는 도면이다.
도 17은 제2 실시예의 변형예 5에 따른 기판 반송 로봇의 로봇 핸드의 측면도이다.
도 18은 도 17에 도시된 로봇 핸드의 저면도이다.
도 19는 제2 실시예의 변형예 6에 따른 기판 반송 로봇의 로봇 핸드의 평면도이다.
도 20은 도 19에 도시된 로봇 핸드의 측면도이다.
(기판 처리 설비(100)의 개략 구성)
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치(1)를 구비하는 기판 처리 설비(100)의 개략인 구성부터 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송 장치(1)를 구비하는 기판 처리 설비(100)의 개략적인 구성을 도시하는 평면 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 기판 처리 설비(100)의 개략적인 구성을 나타내는 측면 단면도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기판 처리 설비(100)는 기판 이송 장치(1)와, 프로세스 처리 장치(2)를 대략 구비하고 있다. 또한, 기판 처리 설비(100)는 예를 들어, SEMI(Semiconductor Equipment and Materials International) 규격 등의 규정에 적합하도록 설계되어 있다.
프로세스 처리 장치(2)는 열처리, 불순물 도입 처리, 박막 형성 처리, 리소그래피 처리, 세정 처리 및 평탄화 처리의 적어도 하나 이상의 프로세스 처리를 기판(24)에 실시하는 장치 또는 장치의 그룹이다. 다만, 프로세스 처리 장치(2)는 기판(24)에 대해 상술한 처리 외의 처리를 실시하여도 좋다.
프로세스 처리 장치(2)는 기판(24)에 처리를 실시하는 처리 장치 본체(20)와, 처리 장치 본체(20)가 수용된 케이스(21)와, 케이스(21)의 내부에 형성된 처리 챔버(22)의 분위기 기체를 조절하는 조절장치(도시 생략)를 구비한다. 조절장치는, 예를 들어, 팬 필터 유닛 등으로 구현되어도 좋다.
기판 이송 장치(1)는 프로세스 처리 장치(2)와 인접하여 설치되어 있다. 기판 이송 장치(1)는 기판 캐리어(25)와 프로세스 처리 장치(2)의 사이에서 기판(24)의 배달을 담당하는 인터페이스 부로서 기능한다. 기판 캐리어(25)는 다수의 기판(24)을 수용할 수 있는 이동식 컨테이너이다.
기판 캐리어(25)는 기판(24)이 수용되는 용기 본체(60)와, 용기 본체(60)에 대해 착탈 가능 또는 개폐 가능한 용기측 도어(61)를 포함한다. 용기 본체(60)는 일 측에 개방되는 출입구를 구비하는 대략 상자 형태를 가지고, 이 출입구는 용기측 도어(61)에 의해 개폐 가능하게 폐쇄되어 있다. 용기 본체(60)의 내부에는 복수의 기판(24)을 상하 방향(Z)의 일정한 간격으로 정렬한 상태에서 수용할 수 있도록 상하 방향(Z)으로 늘어선 복수의 선반이 형성되어 있다.
(기판 이송 장치(1))
다음으로, 기판 이송 장치(1)에 대해 상세하게 설명한다. 기판 이송 장치(1)는 기판 반송 로봇(7)과, 기판(24)의 방향을 정렬하는 얼라이너(92)와, 조절장치(93)와, 이들을 수용하는 케이스(8)와, 로드 포트(91)를 구비한다.
케이스(8)는 제1 방향(X)의 치수에 대하여 제2 방향(Y)의 치수가 큰 직육면체 형상을 가진다. 여기에서, 「제1 방향(X)」은 임의의 수평 방향이며, 「제2 방향(Y)」은 제1 방향(X)과 직교하는 수평 방향으로 한다. 케이스(8)는 제1 방향(X)으로 간격을 두고 마주하는 전방 벽(81) 및 후방 벽(82)과, 제2 방향(Y)으로 간격을 두고 마주하는 대치하는 한 쌍의 측벽(83), 천장판(84) 및 바닥 판(85) 등에 의해 대략 구성되어 있고, 이들에 의해 케이스(8)의 내부에 반송 챔버(80)가 형성된다. 한편, 본 명세서에서는, 반송 챔버(80)에서 볼 때 전방 벽(81)이 존재하는 제1 방향(X)의 일 측을 「전방(前)」으로 나타내고, 전방에 대해 제1 방향(X)의 반대 측을 「후방(後)」으로 나타낸다.
반송 챔버(80)는 청정도가 높은 닫힌 공간이고, 반송 챔버(80)는 소정의 분위기 기체로 채워져 있다. 조절장치(93)는 반송 챔버(80)의 오염 관리(contamination control)를 하는 장치이다. 조절장치(93)에 의해, 반송 챔버(80)의 분위기 중에서 부유 미립자는 소정의 청정도 레벨 이하로 관리되고, 필요에 따라 온도, 습도, 압력 등의 반송 챔버(80)의 환경 조건에 대해서도 관리된다.
후방 벽(82)에는 복수의 후방 개구(87)가 설치되어 있다. 본 실시예에서는 제2 방향(Y)으로 늘어선 2개의 후방 개구(87)가 설치되어 있다. 후방 벽(82)은 프로세스 처리 장치(2)의 처리 챔버(22)와 기판 이송 장치(1)의 반송 챔버(80)를 제1 방향(X)으로 나누고 있고, 후방 개구(87)를 통해 처리 챔버(22)와 반송 챔버(80)가 연통된다.
로드 포트(91)는 케이스(8)의 전방 벽(81)에 설치되어 있다. 본 실시예에서는 제2 방향(Y)으로 늘어선 4개의 로드 포트(91)가 전방 벽(81)에 설치되어 있다. 로드 포트(91)는 기판 캐리어(25)와 기판 이송 장치(1)의 도킹 및 도킹 해제, 기판 캐리어(25)의 지지 및 기판 캐리어(25)의 개폐 등의 기능을 가진다.
각각의 로드 포트(91)는 개구 프레임(95), 지지대(97) 및 오프너(98)를 대략 구비한다. 개구 프레임(95)은 케이스(8)의 전방 벽(81)의 일부분을 구성하고 있고, 개구 프레임(95)에 의해 케이스(8)의 전방 개구(86)가 규정된다. 이와 같이 케이스(8)의 전방 벽(81)에 형성된 전방 개구(86)를 통해, 기판 이송 장치(1)와 도킹된 기판 캐리어(25)와 반송 챔버(80)가 연통된다.
지지대(97)는 전방 개구(86)의 바로 전방에 배치되어 있고, 지지대(97)에 적치된 기판 캐리어(25)를 지지하는 기능과, 기판 캐리어(25)을 유지하는 기능을 가진다. 지지대(97)에 적치 및 유지된 기판 캐리어(25)는 용기 본체(60)의 출입구의 전체 둘레가 개구 프레임(95)과 접촉하고, 또한 용기측 도어(61)가 전방 개구(86)와 제1 방향(X)으로 중복되도록 위치가 정해진다.
오프너(98)는 전방 개구(86)를 개폐하는 오프너측 도어(96)와 그의 구동 장치를 구비한다. 오프너(98)은 기판 캐리어(25)의 용기측 도어(61) 및 오프너측 도어(96)를 일체로 반송 챔버(80)의 내부로 이동시킴으로써 전방 개구(86)를 개방시킨다.
도 3은 기판 반송 로봇(7)의 제어 계통의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 기판 반송 로봇(7)은 로봇 암(이하, 「암(71)」이라고 한다)과, 암(71)의 손목부에 연결된 엔드 이펙터의 일예인 로봇 핸드(이하, 간단히 「핸드(72)」라고 한다)와, 암(71)을 지지하는 베이스(73)와, 기판 반송 로봇(7)의 동작을 담당하는 컬트롤러(74)를 대략 구비한다. 본 실시예에 따른 기판 반송 로봇(7)은 수평 다관절 로봇이다. 또한, 베이스(73)는 반송 챔버(80)에서 제2 방향(Y)의 실질적인 중앙에, 그리고 제1 방향(X)의 중앙보다 후방 측에 배치되어 있다.
암(71)은 기단에서 선단을 향해 순차적으로 연결되는 복수의 링크(75, 76)을 구비한다. 암(71)에는 각각의 링크(75, 76)에 대응하는 관절 축(A1 ~ A3)이 규정되어 있다. 링크(75, 76)에는 각각의 링크(75, 76)를 관절 축(A1 ~ A3) 둘레로 개별적으로 각각 변위 구동시키는 수평 구동 유닛(77, 78, 79)이 설치되어 있다. 수평 구동 유닛(77, 78, 79)은, 예를 들어, 각 관절에 대해 컨트롤러(74)에서 주어지는 신호에 따라 각도 변위하는 서보 모터와, 서보 모터의 동력을 링크체에 전달하는 동력 전달 장치와, 서보 모터의 각도 변위를 검출하는 위치 검출기를 포함한다(모두 도시 생략).
암(71)은 베이스(73)에 대해 상하 방향(Z)으로 이동 가능한 승강축(70)을 기단부에 구비한다. 이 승강축(70)은 승강 구동 유닛(69)에 의해 베이스(73)에 대해 상하 방향(Z)으로 신축 구동한다. 승강 구동 유닛(69)는, 예를 들어, 컨트롤러(74)에서 주어지는 신호에 따라 각도 변위하는 서보 모터와, 서보 모터의 동력을 직진력으로 변환하여 승강축(70)에 전달하는 동력 전달장치와, 서보 모터의 각도 변위를 검출하는 위치 검출기를 포함한다(모두 도시 생략).
상기 구성의 암(71)의 선단부인 손목부에는 핸드(72)가 연결되어 있다. 핸드(72)는 수평 구동 유닛(79)에 의해 관절 축(A3)를 중심으로 암(71)에 대해 상대적으로 회전 변위될 수 있다. 핸드(72)는 암(71)의 손목부와 연결되는 핸드 베이스부(51)와, 핸드 베이스부(51)와 결합된 블레이드(52)를 구비한다. 블레이드(52) 위에 기판(24)이 적치된다.
핸드(72)는 블레이드(52)에 적치된 기판(24)을 블레이드(52)에 유지시키기 위한 유지 구조를 더 구비한다. 여기서, 기판(24)의 유지는 블레이드(52)에 적치된 기판(24)을 끼워 맞춤, 흡착, 협지 또는 다른 방식으로 블레이드(52)가 탈락하지 않도록 하는 것을 포함한다.
컨트롤러(74)는 이른바 컴퓨터를 포함한 연산 제어 장치로서, 예를 들어, 마이크로 컨트롤러, CPU, MPU, PLC, DSP, ASIC 또는 FPGA 등의 연산 처리부와, ROM, RAM 등의 저장부를 구비한다(모두 미도시). 저장부에는 연산 처리부가 실행하는 프로그램, 각종 고정 데이터 등이 저장되어 있다. 또한, 저장부에는 기판 반송 로봇(7)의 동작을 제어하기 위한 교시점 데이터, 암(71) 및 핸드(72)의 형상 치수에 대한 데이터, 핸드(72)에 유지된 기판(24)의 형상 치수에 관한 데이터 등이 저장되어 있다. 컨트롤러(74)에서는, 저장부에 저장된 프로그램 등의 소프트웨어를 연산 처리부가 읽어 실행함으로써 기판 반송 로봇(7)의 동작을 제어하기 위한 처리가 이루어진다. 또한, 컨트롤러(74)는 단일 컴퓨터에 의한 집중 제어를 통해 각각의 작업을 수행하여도 좋고, 복수의 컴퓨터의 협동에 의한 분산 제어를 통해 각각의 작업을 수행하여도 좋다.
컨트롤러(74)는 위치 검출기의 각각에서 검출된 회전 위치에 대응하는 핸드(72)의 포즈(즉, 위치 및 자세)와 저장부에 저장된 교시점 데이터에 기초하여, 소정의 제어 시간 후의 목표 포즈를 연산한다. 그리고, 컨트롤러(74)는 소정의 제어 시간 후에 핸드(72)가 목표 포즈가 되도록 서보 앰프에 제어 지령을 출력한다. 서보 앰프는 제어 지령에 따라 각각의 서보 모터에 구동 전력을 공급한다. 그리하여 핸드(72)를 원하는 포즈로 움직일 수 있다.
상기 구성에 따른 기판 이송 장치(1)에서 반송 챔버(80)에는 기판 반송 로봇(7)이 침입할 수 없는 배타 영역(80E)이 있다. 배타 영역(80E)은 케이스(8)의 전방 벽(81)에서 소정 길이(Δd)인 영역이다. 이 배타 영역(80E)은 기판 캐리어(25)와 전방 개구(86)의 개폐 조작을 위해 로드 포트(91)(특히, 오프너(98))에 의해 이용된다. 기판 캐리어(25) 및 전방 개구(86)가 개방되어있을 때, 배타 영역(80E)에는 용기측 도어(61)와, 오프너측 도어(96) 및 그 구동 장치가 존재하기 때문에, 이들과 간섭한 우려가 있는 기판 반송 로봇(7)은 배타 영역(80E)에 침입해서는 안 된다.
위의 배타 영역(80E)을 반송 챔버(80)에서 제외한 공간을 「유효 반송 챔버(80A)」라고 규정한다. 유효 반송 챔버(80A)는 반송 챔버(80)에서 기판 반송 로봇(7)이 이용할 수 있는 공간이다. 또한, 본 실시예에 있어서는 반송 채버(80) 중 전방 벽(81)을 따라 배타 영역(80E)이 형성되어 있지만, 반송 챔버(80) 중 전방 벽(81)과 후방 벽(82)의 양 방을 따라 각각 독점적 영역이 규정되어도 좋다. 케이스(8)의 후방 벽(82)에는 오프너(98)가 존재하지 않지만, 케이스(8)의 후방 벽(82)을 따라 배타 영역을 규정함으로써 케이스(8)의 후방 벽(82)과 핸드(72)의 간섭을 더 확실하게 회피하여 핸드(72)의 이동을 순조롭게 할 수 있다.
설명의 편의를 위해, 반송 챔버(80)의 제1 방향(X)의 길이를 「반송 챔버 치수(Dx)」라고 나타내고, 유효 반송 챔버(80A)의 제1 방향(X)의 치수를 「유효 반송 챔버 치수(Dx')(Dx'=Dx-Δd)」로 나타낸다. 반송 챔버 치수(Dx)는 케이스(8)의 전방 벽(81)에서부터 후방 벽(82)까지의 거리와 실질적으로 동일하다.
상기에서 기판 반송 로봇(7)의 암(71)의 각각의 링크(75, 76)의 링크 길이(DL)는 반송 챔버 치수(Dx)보다 작다. 더 바람직하게는, 링크 길이(DL)는 유효 반송 챔버 치수(Dx')보다 작다. 또한, 각각의 링크(75, 76)의 링크 길이(DL)는 달라도 좋다. 여기서, 도 4에 도시된 바와 같이, 링크(75)의 「링크 길이(DL)」는 그 링크(75)에 정의된 2개의 관절 축(A1, A2)에 수직인 방향의 링크(75)의 치수의 최대값(즉, 링크(75)의 길이방향 치수)이다. 또한, 상기에서 링크(76)의 「링크 길이(DL)」는 그 링크(76)에 정의된 2 개의 관절 축(A2, A3)에 수직인 방향의 링크 (76)의 치수의 최대값(즉, 링크(76)의 길이방향 치수)이다.
나아가, 기판 반송 로봇(7)의 핸드(72)의 핸드 길이(Dh)는 유효 반송 챔버 치수(Dx') 이상이다. 그리고, 핸드(72)의 핸드 길이(Dh)는, 반송 챔버 치수(Dx)에, 전방 벽(81)의 내측 벽면에서 기판 캐리어(25)에 삽입된 핸드(72) 또는 그 핸드(72)에 유지된 기판(24)의 제1 방향(X)의 가장 먼 점까지의 거리(이하, 「핸드 삽입 치수」)를 더한 크기보다 작다. 더 바람직하게는 핸드 길이 (Dh)는 반송 챔버 치수(Dx) 이상이고, 또한, 반송 챔버 치수(Dx)에 핸드 삽입 치수를 더한 치수보다 작다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 핸드(72)의 「핸드 길이(Dh)」는 핸드(72)에 정의된 관절 축(A3)에 수직인 방향의 핸드(72)(유지된 기판(24)을 포함)의 치수의 최대값이다. 즉, 핸드 길이(Dh)는 핸드 베이스부(51)의 기단에서 블레이드(52)에 유지된 기판(24)의 선단까지의 핸드 길이방향(L)의 치수이다. 여기서, 핸드 길이방향(L)은 핸드(72)의 기단부와 선단부를 연결하는 선이 연장되는 방향이다.
도 1 및 2에서는 기판(24)의 직경이 300mm, 반송 챔버 치수(Dx)가 650mm, 유효 반송 챔버 치수(Dx')가 550mm, 삽입 치수가 350mm라는 치수 관계의 기판 이송 장치(1)의 축척도가 예시되어 있다. 이 기판 이송 장치(1)에 구비되는 기판 반송 로봇(7)의 핸드(72)의 핸드 길이(Dh)는 550mm 이상이고 900mm보다 작다. 더 바람직하게는 핸드 길이(Dh)는 650mm 이상이고 900mm보다 작다. 또한, 기판 반송 로봇(7)의 암(71)의 각각의 링크(75, 76)의 링크 길이(DL)는 650mm보다 작고, 더 바람직하게는 550mm보다 작다. 도 1 및 2에서는, 핸드(72)의 핸드 길이(Dh)가 650mm, 각각의 링크(75, 76)의 링크 길이(DL)가 550mm라는 치수 관계의 기판 반송 로봇(7)의 축척도가 예시되어 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 기판 이송 장치(1)는 케이스(8)와, 케이스(8)의 내부에 설치된 기판 반송 로봇(7)을 구비한다. 케이스(8)는 제1 방향(X)의 치수와 비교하여 제2 방향(Y)의 치수가 크다. 케이스(8)는 반송 챔버(80)와, 반송 챔버(80)의 제1 방향(X)의 적어도 한쪽에 배치된 적어도 하나의 개구(즉, 전방 개구(86) 및 후방 개구(87))를 형성하는 벽(즉, 전방 벽(81), 후방 벽(82) 및 측벽(83))를 구비한다. 기판 반송 로봇(7)은 반송 챔버(80)에 배치된 베이스(73)와, 베이스(73)에 지지된 적어도 하나의 링크(75, 76)로 이루어진 로봇 암(71)과, 로봇 암(71)의 손목부에 연결되어 기판(24)을 유지 가능한 로봇 핸드(72)와, 로봇 암(71) 및 로봇 핸드(72)의 동작을 제어하는 컨트롤러(74)를 구비하는 기판 반송 로봇(7)을 포함한다. 그리고, 소정의 배타 영역(80E)을 반송 챔버(80)에서 제외한 공간을 유효 반송 챔버(80A)라고 정의할 때, 적어도 하나의 링크(75, 76)의 링크 길이(DL)는 반송 챔버(80)의 제1 방향(X)의 치수(즉, 반송 챔버 치수(Dx))보다 작고, 또한 로봇 핸드(72)의 핸드 길이(Dh)는 유효 반송 챔버(80A)의 제1 방향(X)의 치수(즉, 유효 반송 챔버 치수(Dx')) 이하이다.
또한, 본 실시예에 따른 기판 이송 장치(1)는 전방 개구(86)를 개폐 조작하는 로드 포트(91)를 더 포함하고, 로드 포트(91)가 당해 로드 포트(91)에 의해 반송 챔버(80)와 연통되는 기판 캐리어(25)의 개폐 조작에 사용할 영역을 상기 소정의 배타 영역(80E)으로 예시하고 있다.
상기 기판 이송 장치(1)에서, 반송 챔버 치수(Dx)는 핸드 길이(Dh)가 아니라 링크 길이(DL)에 의해 제한된다. 링크 길이(DL)는, 원칙적으로, 요구되는 기판 반송 로봇(7)의 제2 방향(Y)의 동작 범위에 관련된다. 다만, 기판 반송 로봇(7)에 제2 방향(Y)으로 주행하는 주행 축을 구비시키고, 기판 반송 로봇(7)의 링크의 수를 늘리거나 하면, 링크 길이(DL)에 관계없이 기판 반송 로봇(7)의 제2 방향(Y)의 동작 범위를 확장할 수 있다.
한편, 핸드 길이(Dh)의 단축은 핸드(72)에 유지되는 기판(24)의 직경, 암(71)과 연결하기 위한 장치를 위한 길이, 암(71)의 선단이 전방 개구(86) 또는 후방 개구(87)에 가장 가까울 때 암(71)의 선단에서 기판 캐리어(25)의 출입구까지의 거리 등에 의해 제약을 받는다. 이와 같이 핸드(72)의 핸드 길이(Dh)는 다양한 제약이 있어, 단축하는 것이 어렵다. 즉, 링크 길이(DL)의 단축이 핸드 길이(Dh)의 단축과 비교하여 용이하게 실현할 수 있다. 또한, 링크 길이(DL)를 단축함으로써, 반송 챔버 치수(Dx), 나아가, 케이스(8)의 제1 방향(X)의 치수가 감소하여 케이스(8)의 컴팩트화를 실현할 수 있다.
그러나, 핸드 길이(Dh)가 반송 챔버 치수(Dx)(또는, 유효 반송 챔버 치수(Dx'))보다 큰 경우에는 핸드(72)는 반송 챔버(80) 내에서 핸드 길이방향(L)이 제1 방향(X)에 평행이 되는 자세를 취할 수 없다. 이 자세를 거치지 못하면, 핸드(72)의 제2 방향(Y)의 방향을 바꿀 수 없다. 따라서, 이하에서는 핸드 길이(Dh)가 반송 챔버 치수(Dx)(또는, 유효 반송 챔버 치수(Dx'))보다 커지면서도, 핸드(72)가 핸드 길이방향(L)이 제1 방향(X)에 평행이 되는 자세를 취하는 것이 가능한 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 기판 반송 로봇(7)에 대해 설명한다.
[제1 실시예]
제1 실시예에 따른 기판 반송 로봇(7)에서는, 핸드(72)는, 그 전체가 반송 챔버(80)에 있을 때에는 핸드(72)의 핸드 길이방향(L)이 제1 방향(X)에 대해 기울어진 자세가 되고, 선단 부분이 개구(전방 개구(86) 및/또는 후방 개구(87))로부터 진출할 때는 핸드 길이방향(L)이 제1 방향(X)과 평행한 자세가 되도록 암(71)이 제어되는 것을 특징으로 한다.
도 5는 제1 실시예에 따른 기판 반송 로봇(7)의 로봇 핸드(72)가 전방 개구(86)를 통해 반송 챔버(80)에서 출입하는 때의 모습을 설명하는 도면이다. 이하에서는 핸드(72)를 중심으로 기판 반송 로봇(7)의 동작을 설명하고, 특별히 명시하지는 않았지만, 핸드(72)의 이동 및 자세 변화는 컨트롤러(74)에 의해 제어되는 암(71)의 작동에 의해 달성된다.
도 5의 왼쪽 부분에 도시된 바와 같이, 핸드(72)의 일부분이 전방 개구(86)를 통해 반송 챔버(80)로부터 나올 때, 핸드(72)는 핸드 길이 방향(L)과 제1 방향(X)에 평행이 되는 자세를 취할 수 있다. 핸드 길이 방향(L)과 제1 방향(X)에 평행이 되는 자세인 핸드(72)는 기판 캐리어(25)의 안쪽까지 진입할 수 있다. 또한, 기판 캐리어(25)는 제1 방향(X)과 평행하게 개구되어 있고, 기판 캐리어(25)의 내부에서는 기판(24)을 제1 방향(X)과 평행하게 이동시켜야 한다.
기판(24)을 전방 개구(86)를 통해 반송 챔버(80)의 내부로 이동시킬 때, 도 5의 중앙 부분에 도시된 바와 같이, 기판(24) 전체가 반송 챔버(80)로 이동될 때까지 핸드(72)를 제1 방향(X)과 평행하게 후방 이동시키면서, 핸드(72)를 기판(24)의 중심을 회전 중심으로 제2 방향(Y)의 어느 한 쪽으로 회전시킨다. 여기서, 먼저 핸드(72)를 기판(24)의 중심을 회전 중심으로 제2 방향(Y)의 어느 한쪽으로 회전시키고, 핸드(72)를 제1 방향(X)과 평행하게 후방 이동시켜도 좋다.
핸드(72)의 회전에 의해, 제1 방향(X)에 대한 핸드 길이방향(L)의 기울기(θ)가 증가한다. 이와 같이, 핸드(72)의 일부분이 전방 개구(86)를 통해 반송 챔버(80)의 바깥으로 나온 상태에서 핸드 길이방향(L)이 제1 방향(X)에 대해 경사지도록 핸드(72)를 자세 변화시킴으로써, 기판(24)을 포함한 핸드(72)의 제1 방향(X)의 치수를 반송 챔버 치수(Dx)(더 바람직하게는, 유효 반송 챔버 치수(Dx'))보다 작게 한다.
기판(24)을 유지한 핸드(72)를 반송 챔버(80) 내에서 이동시킬 때에는, 도 5의 오른쪽 부분에 도시된 바와 같이, 핸드 길이방향(L)이 제1 방향(X)에 대해 기울어져 있고, 기판(24)을 포함한 핸드(72)의 제1 방향(X)의 치수가 유효 반송 챔버 치수(Dx')보다 작다.
기판(24)을 전방 개구(86)를 통해 반송 챔버(80)의 외부로 이동시킬 때는, 도 5의 중앙 부분에 도시된 바와 같이, 핸드(72)가 핸드 길이방향(L)이 제1 방향(X)에 대해 기울어진 자세 그대로, 핸드(72)의 선단을 전방 개구(86)를 통해 반송 챔버(80)의 외부로 내보낸다. 그리고, 기판 (24)을 제1 방향(X)과 평행하게 앞쪽으로 이동시키면서 핸드 길이방향(L)이 제1 방향(X)과 평행이 되도록 핸드(72)를 기판(24)의 중심을 회전 중심으로 제2 방향(Y) 중 어느 한쪽으로 회전시킨다.
이상에서 설명한 바와 같이, 제1 실시예에 따른 기판 반송 로봇(7)에서는 핸드(72)의 전체가 반송 챔버(80)의 내부에 있는 경우에는, 기판(24)을 포함한 핸드(72)의 제1 방향(X)의 치수가 유효 반송 챔버 치수(Dx')보다 작아지도록 핸드(72)의 핸드 길이방향(L)이 제1 방향(X)에 대해 기울어진 자세가 된다. 그리고. 제1 실시예에 따른 기판 반송 로봇(7)에서는 핸드(72)의 끝이 전방 개구(86)를 통해 반송 챔버(80)의 외부로 나갈 때, 핸드(72)를 핸드 길이방향(L)이 제1 방향(X)에 대해 평행한 자세로 하는 것이 가능하다. 이와 같이, 핸드(72)를 핸드 길이방향(L)이 제1 방향(X)에 대해 평행한 자세가 되도록 한 후, 다시 핸드(72)를 반송 챔버(80) 내부로 이동시킬 때에, 제1 방향(X)에 대한 핸드 길이방향(L)의 기울기(θ)의 방향을 반대 방향으로 하여서 핸드(72)의 제2 방향(Y)의 방향으로 바꾸는 것이 가능하다. 이상에서는 핸드(72)가 기판(24)을 유지하고 있을 때의 핸드(72)의 움직임을 설명하였지만, 기판(24)을 유지하고 있지 않은 핸드(72)의 움직임도 위와 마찬가지이다. 또한, 이상에서는 핸드(72)의 끝이 전방 개구(86)를 통해 반송 챔버(80)의 외부로 나가는 경우에 대해 설명하였지만, 핸드(72)의 끝이 후방 개구(87)를 통해 반송 챔버(80)의 외부로 나가는 경우의 핸드(72)의 움직임도 위와 마찬가지이다.
[제2 실시예]
도 6은 제2 실시예에 따른 기판 반송 로봇(7)의 핸드(72)의 평면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 핸드(72)의 측면도이며, 도 8은 도 6에 도시된 핸드(72)의 저면도이고, 도 9는 렌즈 유닛(39)에 의한 광 신호 전송의 이미지도이다. 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 기판 반송 로봇(7)의 핸드(72)는 암(71)의 손목부에 연결된 기준부(72a)와, 기준부(72a)에 상대적으로 변위 가능하게 연결된 가동부(72b)와, 기준부(72a)에 대해 가동부(72b)를 변위시키는 이동장치를 구비한다. 이러한 구성에 따르면, 핸드(72)가 핸드 길이방향(L)로 신축하는 것에 의해서, 핸드(72)가 핸드 길이방향(L)과 제1 방향(X)이 평행이 되는 자세를 취할 수 있다.
도 7의 윗 부분에 도시된 바와 같이, 정상 상태의 핸드(72)는 기준부(72a) 및 가동부(72b)가 핸드 길이방향(L)으로 근접해 있다. 정상 상태의 핸드(72)의 기판(24)을 포함한 핸드 길이방향(L)의 치수를 「핸드 자연 길이(DhN)」라고 한다. 핸드 자연 길이(DhN)는 반송 챔버 치수(Dx)보다 작고, 바람직하게는 유효 반송 챔버 치수(Dx')보다 작다.
또한, 도 7의 아래 부분에 도시된 바와 같이, 신장 상태의 핸드(72)는 기준부(72a) 및 가동부(72b)가 핸드 길이 방향(L)으로 떨어져 있다. 신장 상태의 핸드(72)에 유지되는 기판(24)을 포함한 핸드 길이방향(L)의 치수가 「핸드 길이(Dh)」이다. 핸드 길이(Dh)는 유효 반송 챔버 치수(Dx') 이상이며, 바람직하게는 반송 챔버 치수(Dx) 보다 크다.
본 실시예에 따른 핸드(72)에서는 핸드 베이스부(51)가 암(71)의 손목부와 연결된 제1 부재(511)와 블레이드(52)와 연결된 제2 부재(512)로 분할 구성되어 있다. 그리고, 핸드 베이스부(51)의 제1 부재(511)에 의해 핸드(72)의 기준부(72a)가 구성되고, 핸드 베이스부(51)의 제2 부재(512) 및 블레이드(52)에 의해 핸드(72)의 가동부(72b)가 구성되어 있다.
핸드 베이스부(51)의 제1 부재(511)와 제2 부재(512)는, 제2 부재(512)가 제1 부재(511)에 대해 핸드 길이방향(L)으로 상대적으로 변위 가능하도록 직선 이동장치에 의해 연결되어 있다. 직선 이동장치는, 예를 들어, 핸드 길이방향(L)으로 연장하는 레일(15)과, 레일(15)을 주행하는 슬라이더(16)로 구성된다. 본 실시예에 따르면, 레일(15)이 제1 부재(511)에 설치되고, 슬라이더(16)가 제2 부재(512)에 설치된다. 또한, 제1 부재(511)에 대하여 제2 부재(512)를 상대적으로 변위시키는 액츄에이터(17)가 제1 부재(511)에 설치된다. 액츄에이터(17)는 예를 들어, 제1 부재(511)에 설치된 에어 실린더이며, 에어 실린더에 의해 전진 및 후퇴 구동되는 실린더 로드(17a)가 제2 부재(512)와 연결되어 있다. 다만, 액츄에이터(17)는 에어 실린더에 한정되는 것이 아니라, 유압 실린더, 전동 모터, 유압 모터 등 유사한 기능을 가진 다른 기계 요소가 액추에이터(17)로 이용되어도 좋다.
도 8에 도시된 바와 같이, 핸드(72)에는 기판(24)이나 장애물 등을 감지하기 위한 적어도 하나의 광센서(3)가 설치되어 있다. 본 실시예에 따른 핸드(72)는 2개의 광센서(3A, 3B)를 구비한다. 이러한 2개의 광센서(3A, 3B)를 구별할 필요가 없을 때는 「광센서(3)(알파벳 첨자없이)」로 표시하고 있다. 2개의 광센서(3) 중 어느 하나의 광센서(3A)는 핸드(72)의 블레이드(52)의 두 갈래로 갈라진 선단부의 한 쪽에 투광부(31)가 배치되고, 블레이드(52)의 두 갈래로 갈라진 선단부의 다른 쪽에 수광부(32)가 배치된 투과형 광센서이다. 다른 광센서(3B)는 핸드(72)의 블레이드(52)의 두 갈래로 갈라진 선단부의 한 쪽에 투광부(31)와 수광부(32)가 배치된 반사형 광센서이다. 그러나, 본 발명에 따른 기판 반송 로봇(7)은 핸드(72)의 형태에 관계없이 적어도 하나의 광센서(3)가 구비되어 있으면 된다.
2개의 광센서(3A) 및 광센서(3B)는 실질적으로 대응하는 구성 요소로 구성된다. 본 실시예에 따른 광센서(3)는 핸드(72)의 가동부(72b)에 배치된 투광부(31) 및 수광부(32)와, 핸드(72)의 기준부(72a)에 배치된 앰프 유닛(33)과, 투광부(31)와 앰프 유닛(33) 사이 및 수광부(32)와 앰프 유닛(33)의 사이를 각각 연결시키는 광섬유(34)를 대략 포함한다. 앰프 유닛(33)은 발광 소자(36)와, 수광 소자(37)와, 출력 회로 및 앰프를 포함한 제어 기판(38)을 일체로 구비하고 있다. 앰프 유닛(33)은 암(71)에 배선된 케이블(도시 생략)을 통해 컨트롤러(74)와 연결된다.
투광부(31)와 발광 소자(36)를 연결시키는 광섬유(34), 수광부(32)와 수광 소자(37)를 연결시키는 광섬유(34)는 핸드(72)의 기준부(72a)와 가동부(72b)의 경계에서 중단되어 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 2개의 광섬유(34)의 적어도 한쪽은 기준부(72a)에 배치된 제1 중단 단부(341)와, 가동부(72b)에 배치되어 가동부(72b)와 일체적으로 변위하는 제2 중단 단부(342)로 이루어진 한 쌍의 중단 단부를 구비한다. 또한, 제1 중단 단부(341)와 제2 중단 단부(342) 사이에는 이들 사이를 광학적으로 연결시키는 렌즈 유닛(39)이 설치되어 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 렌즈 유닛(39)은 예를 들어, 제1 중단 단부(341)와 제2 중단 단부(342) 중에서 발광측에 설치된 조준 렌즈(collimating lens, 391)와, 제1 중단 단부(341)와 제2 중단 단부(342)에서 수광측에 설치된 집광 렌즈(392)를 포함한다. 즉, 광섬유(34)의 투광 측의 중단 단부(도 9의 예에서는 제1 중단 단부(341))에서 조준 렌즈(391)로 입사한 광은 조준 렌즈(391)에서 조준되어 평행광이 되고, 집광 렌즈(392)로 입사한다. 집광 렌즈(392)로 입사한 평행광은 집광 렌즈(392)에 의해 해당 집광 렌즈(392)의 초점면에 배치된 광섬유(34)의 수광측의 중단 단부(도 9의 예에서는 제2 중단 단부(342))에 결집한다. 이러한 기능을 가지는 렌즈 유닛(39)은, 예를 들면, 볼 렌즈, 반구 렌즈, 드럼 렌즈 및 하프 드럼 렌즈 중 어느 한 가지 이상의 조합으로 구성되어 있다. 이에 따라서, 발광 소자(36)로부터의 광 신호가 투광부(31)에 전송되고, 수광부(32)에서 수신한 광신호가 수광 소자(37)에 전송된다.
도 10는 제2 실시예에 따른 기판 반송 로봇(7)의 로봇 핸드(72)가 전방 개구(86)를 통해 반송 챔버(80)에서 출입할 때의 모습을 설명하는 도면이다. 이하에서는, 핸드(72)를 중심으로 기판 반송 로봇(7)의 동작을 설명하고, 특별히 명시하지는 않았지만, 핸드(72)의 이동 및 자세 변화는 컨트롤러(74)에 의해 제어되는 암(71)의 작동에 의해 달성되고, 핸드(72)의 신축 동작은 컨트롤러(74)에 의해 제어되는 액추에이터(17)의 작동에 의해 달성된다.
도 10의 왼쪽 부분에 도시된 바와 같이, 기판 캐리어(25)에서 기판(24)을 추출할 때, 정상 상태의 핸드(72)는 기판 캐리어(25)와 연통된 전방 개구(86)의 앞쪽에서 반송실(80) 내를 이동한다. 여기서, 핸드(72)는 핸드 길이방향(L)이 제1 방향(X)과 평행한 자세를 취하고 있다.
다음으로, 도 10의 중앙 부분에 도시된 바와 같이, 핸드(72)를 핸드 길이방향(L)으로 신장시켜 신장 상태로 한다. 특히, 액추에이터(17)로 에어 실린더가 채용되는 경우, 원압에 의해 가동부(72b)의 변위 속도가 변동하거나 설정보다 고속이 될 수 있기 때문에, 핸드(72)가 신장 상태가 되고 나서 핸드(72)를 기판 캐리어(25)에 삽입하는 것이 바람직하다. 신장 상태의 핸드(72)의 일부분은 전방 개구(86)를 통해 반송 챔버(80)의 외부로 나간다.
계속해서, 도 10의 우측 부분에 도시된 바와 같이, 핸드(72)는 전방 개구(86)을 통과하여 기판 캐리어(25)의 기판(24)의 픽업 위치까지 전방으로 이동한다. 픽업 위치에 이른 핸드(72)는 기판(24)을 기판 캐리어(25)에서 받아 유지한다.
이상에서는, 기판 캐리어(25)에서 기판(24)을 꺼낼 때 핸드(72)에 대해 설명하였지만, 기판 캐리어(25)에 기판(24)을 수용할 때 손(72)의 움직임은 위와 반대의 흐름을 가진다. 또한, 이상에서는 핸드(72)의 끝이 전방 개구(86)을 통해 반송 챔버(80)의 외부로 나가는 경우에 대해 설명하였지만, 핸드(72)의 선단이 후방 개구(87)를 통해 반송 챔버(80)의 외부로 나가는 경우의 핸드(72)의 움직임도 위와 마찬가지이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 기판 반송 로봇(7)의 핸드(72)는 암(71)의 손목부에 연결된 기준부(72a)와, 기준부(72a)에 대해 상대적으로 변위 가능하게 연결된 가동부(72b)와, 기준부(72a)에 대해 가동부(72b)를 상대적으로 변위시키는 이동 기구와, 적어도 하나의 광센서(3)를 구비한다. 구체적으로는, 핸드(72)는 암(71)의 손목부에 연결된 핸드 베이스부(51)와, 핸드 베이스부(51)와 연결되고 기판(24)을 유지하는 블레이드(52)를 구비한다. 그리고, 핸드 베이스부(51)의 기준부(72a)가 핸드 베이스부(51)의 일부분으로 구성되고, 가동부(72b)가 핸드 베이스부(51)의 나머지와 블레이드(52)로 구성된다.
상기 구성의 핸드(72)는 핸드(72)의 전체가 반송 챔버(80)에 있을 때는 정상 상태가 되고, 핸드(72)의 선단 부분이 반송 챔버(80)로부터 외부(예를 들면, 기판 캐리어(25)의 내부 또는 처리 챔버(22))로 나갈 때는 신장 상태가 되도록 컨트롤러(74)에 의해 제어된다. 이러한 확장 가능한 핸드(72)에 의하면, 반송 챔버 치수(Dx)(또는 유효 반송 챔버 치수(Dx')) 이상의 핸드 길이(Dh)를 용이하게 실현할 수 있다. 그리고, 핸드 길이(Dh)가 반송 챔버 치수(Dx)보다 큰 핸드(72)에 대해서도 핸드 길이방향(L)이 제1 방향(X)에 평행한 자세를 취하는 것이 가능하다.
또한, 상기 핸드(72)에서는, 핸드(72)의 기준부(72a)와 가동부(72b)의 결합부가 핸드 베이스부(51)에 설치되기 때문에, 기준부(72a)에 대해 가동부(72b)가 변위하는 때에 핸드(72)가 핸드(72)에 유지된 기판(24)에 미치는 영향을 줄일 수 있다.
그런데, 일반적으로 광섬유(34)는 산업용 로봇에 다양하게 이용되는 전기 케이블에 비해 굽힘과 비틀림에 대한 내성이 낮다. 또한, 광섬유(34)가 굽힘 및 신장을 반복하면, 빛의 굽힘 손실이 변화한다. 따라서, 제2 실시예에 따른 기판 반송 로봇(7)의 핸드(72)는 가동부(72b)에 배치된 투광부(31) 및 수광부(32)와, 기준부(72a)에 배치된 앰프 유닛(33)과, 투광부(31)와 앰프 유닛(33)의 사이 및 수광부(32)와 앰프 유닛(33)의 사이를 각각 연결하는 광섬유(34)와, 렌즈 유닛 (39)을 구비하는 적어도 하나의 광센서(3A, 3B)를 구비한다. 또한, 광섬유(34)의 적어도 하나가 기준부(72a)에 배치된 제1 중단 단부(341)와 가동부(72b)에 배치된 제2 중단 단부(342)로 이루어진 한 쌍의 중단 단부를 가지며, 제1 중단 단부(341)와 제2 중단 단부(342)의 사이가 광학적으로 렌즈 유닛(39)에 의해 연결되어 있다.
상기와 같이 광섬유(34)의 제1 중단 단부(341)와 제2 중단 단부(342)가 렌즈 유닛(39)으로 연결됨으로써, 핸드(72)의 신축에 따라 광섬유(34)의 신축 및 굽힘이 수반되지 않는다. 이에 의해 광섬유(34)의 신축 및 굽힘 반복으로 인한 광섬유(34)의 열화 및 굽힘 손실의 억제가 기대된다.
[변형예 1]
다음으로, 상기 제2 실시예의 변형예 1에 따른 기판 반송 로봇(7)에 대해 설명한다. 도 11은 제2의 실시예의 변형예 1에 따른 기판 반송 로봇(7)의 핸드(72)의 평면도이고, 도 12는 도 11에 도시된 핸드(72)의 측면도이며, 도 13은 도 11에 도시된 핸드(72)의 저면도이다. 여기서, 제2 실시예의 변형예 1에 따른 기판 반송 로봇(7)은 상기 제2 실시예에 따른 기판 반송 로봇(7)과 핸드(72)를 제외하고 실질적으로 동일한 구성을 가진다. 따라서, 본 변형예의 설명에서는, 전술의 제2 실시예와 동일 또는 유사한 부재는 도면에 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 변형예 1에 따른 기판 반송 로봇(7)의 핸드(72)는 핸드 베이스부(51)를 기준부(72a)로 하고, 블레이드(52)를 가동부(72b)로 하도록 구성되어 있다. 핸드(72)에는 핸드 베이스부(51)에 대해 블레이드(52)를 핸드 길이방향(L)으로 상대적으로 전진 및 후퇴 변위시키기 위한 직선 이동 기구가 설치되어 있다. 본 변형예 1에서는, 직선 이동 기구는 핸드 길이방향(L)으로 연장된 접동축(26)과, 접동축(26)이 삽입되고 핸드 길이방향(L)으로 연장된 보어(bore)(27)와, 보어(27)에 대해 접동축(26)을 상대적으로 변위시키는 액츄에이터(28)로 구성된다. 접동축(26)은 블레이드(52)에 설치되고, 보어(27)는 핸드 베이스부(51)에 설치된다.
도 13에 도시된 바와 같이, 핸드(72)의 저면에는 상기 실시예와 마찬가지로 적어도 하나의 광센서(3)가 설치되어 있다. 광센서(3)의 투광부(31) 및 수광부(32)는 블레이드(52)에 배치되고, 앰프 유닛(33)은 핸드 베이스부(51)에 배치된다. 투광부(31)와 앰프 유닛(33)의 발광 소자(36) 사이는 광섬유(34)로 연결되고, 수광부(32)와 앰프 유닛(33)의 수광 소자(37) 사이는 광섬유(34)로 연결된다. 이러한 광섬유(34) 중 적어도 하나는 핸드 베이스부(51)와 블레이드(52) 사이에서 중단되어 제1 중단 단부(341)와 제2 중단 단부(342)를 구비하고, 제1 중단 단부(341)와 제2 중단 단부(342) 사이가 렌즈 유닛(39)으로 광학적으로 연결되어 있다.
[변형예 2]
계속해서, 상기 제2 실시예의 변형예 2에 따른 기판 반송 로봇(7)에 대해 설명한다. 제2 실시예의 변형예 2에 따른 기판 반송 로봇(7)은 상기 제2 실시예와 핸드(72)가 전방 개구(86) 또는 후방 개구(87)를 통해 반송 챔버(80)에서 출입할 때 컨트롤러(74)에 의한 제어 내용이 다르다. 여기서, 본 변형예 2에 따른 기판 반송 로봇(7)의 물리적 구성은 전술한 제2 실시예와 실질적으로 동일하므로 그 구체적인 구성에 관한 설명은 생략한다.
도 14는 제2의 실시예의 변형예 2에 따른 기판 반송 로봇(7)의 핸드(72)가 전방 개구(86)를 통해 반송 챔버(80)에서 출입할 때의 모습을 설명하는 도면이다. 이하에서는, 핸드(72)를 중심으로 기판 반송 로봇(7)의 동작을 설명하고, 이하에서는, 핸드(72)를 중심으로 기판 반송 로봇(7)의 동작을 설명하고, 특별히 명시하지는 않았지만, 핸드(72)의 이동 및 자세 변화는 컨트롤러(74)에 의해 제어되는 암(71)의 작동에 의해 달성되고, 핸드(72)의 신축 동작은 컨트롤러(74)에 의해 제어되는 액추에이터(17)의 작동에 의해 달성된다.
도 14의 왼쪽 부분에 도시된 바와 같이, 기판 캐리어(25)에서 기판(24)을 추출할 때, 정상 상태의 핸드(72)는 기판(24)이 수용된 기판 캐리어(25)와 연통된 전방 개구(86)의 앞쪽에서 반송 챔버(80)의 내부를 이동한다. 여기서, 핸드(72)의 선단은 전방 개구(86)의 앞에 위치하지만, 핸드 길이방향(L)은 제1 방향(X)과 평행이 아닌 제1 방향(X)으로부터 수평 방향으로 기울어져 있다.
다음으로, 도 14의 중앙 부분에 도시된 바와 같이, 핸드(72)를 핸드 길이방향(L)로 신장시켜 신장 상태가 되도록 한다. 신장 상태의 핸드(72)의 일부분은 전방 개구(86)를 통해 반송 챔버(80)의 외부로 나간다.
계속해서, 도 14의 우측 부분에 도시된 바와 같이, 핸드(72)는 전방 개구(86)를 통과하여 기판 캐리어(25)의 기판(24)의 픽업 위치까지, 위에서 볼 때 포물선을 그리도록 전방으로 이동한다. 픽업 위치에 이른 핸드(72)는 기판(24)을 기판 캐리어(25)에서 받아 유지한다.
상기와 같이, 전방 개구(86)의 앞에 있는 핸드 길이방향(L)은 제1 방향(X)에서 수평 방향으로 기울어져 있기 때문에 전방 개구(86)의 앞에 있는 핸드(72)가 정상 상태에서 신장 상태로 변화할 때, 핸드(72)의 기판 캐리어(25)에의 진입량을 줄일 수 있다. 따라서, 핸드(72)의 신장 동작으로 인한 진동 등으로 핸드(72)이 기판(24)과 접촉할 우려를 줄일 수 있다.
[변형예 3]
계속해서, 상기 제2 실시예의 변형예 3에 따른 기판 반송 로봇(7)에 대해 설명한다. 여기서, 제2 실시예의 변형예 3에 따른 기판 반송 로봇(7)의 물리적인 구성은 전술한 제2 실시예에 따른 기판 반송 로봇(7)과 실질적으로 동일하므로 그 구체적인 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 15는 제2 실시예의 변형예 3에 따른 기판 반송 로봇(7)의 핸드(72)가 전방 개구(86)를 통해 반송 챔버(80)에서 출입할 때의 모습을 설명하는 도면이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 변형예 3에 따른 기판 반송 로봇(7)이 수용된 기판 이송 장치(1)에서는, 전방 개구(86)의 개구 방향이 제1 방향(X)에서 수평 방향으로 기울어져 있다. 따라서, 기판 캐리어(25)의 용기 본체 (60)의 개구부에서 케이스(8)의 전방벽(81)에 설치된 전방 개구(86)까지가 제2 실시예에 따른 기판 반송 로봇(7)와 비교하여 이격되어 있다.
이하에서는 핸드(72)를 중심으로 기판 반송 로봇(7)의 동작을 설명한다. 특별히 명시하지는 않았지만, 핸드(72)의 동작은 컨트롤러(74)에 의해 제어되고, 핸드(72)의 이동은 컨트롤러(74)에 의해 제어되는 암(71)의 작동에 의해 달성되며, 핸드(72)의 신축 동작은 컨트롤러(74)에 의해 제어되는 액추에이터(17)의 작동에 의해 달성된다.
도 15의 왼쪽 부분에 도시된 바와 같이, 기판 캐리어(25)에서 기판(24)을 추출할 때, 정상 상태의 핸드(72)는 기판(24)이 수용된 기판 캐리어(25)와 연통된 전방 개구(86)의 앞에서 반송 챔버(80)의 내부를 이동한다. 여기서, 핸드(72)의 선단은 전방 개구(86)의 앞에 위치하지만, 핸드 길이 방향(L)은 제1 방향(X)과 실질적으로 평행하지 않고, 제1 방향(X)에서 수평 방향으로 기울어져 있다.
다음으로, 도 15의 중앙 부분에 도시된 바와 같이, 핸드(72)를 핸드 길이방향(L)으로 신장시켜 신장 상태가 되도록 한다. 신장 상태의 핸드(72)의 일부분은 전방 개구(86)를 통해 반송 챔버(80)의 외부로 나간다.
계속해서, 도 15의 우측 부분에 도시된 바와 같이, 핸드(72)는 전방 개구(86)를 통과하여 기판 캐리어(25)의 기판(24)의 픽업 위치까지 전방 이동한다. 여기서, 핸드(72)의 이동 궤적은 제1 방향(X)의 방향에서 수평 방향으로 기울어져 있다. 픽업 위치에 이른 핸드(72)는 기판(24)을 기판 캐리어(25)에서 받아 유지한다.
상기와 같이, 전방 개구(86)의 앞에 있는 핸드 길이방향(L)은 제1 방향(X)에서 수평 방향으로 기울어져 있기 때문에, 전방 개구(86)의 앞에 있는 핸드(72)가 정상 상태에서 신장 상태로 변화할 때 핸드(72)의 선단이 기판 캐리어(25)의 개구와 케이스(8)의 전방 개구(86) 사이에 멈춰서 기판 캐리어(25) 내로 들어가지 않도록 하는 것이 가능하다. 따라서, 핸드(72)의 신장 동작에서 발생하는 진동 등으로 핸드(72)가 기판(24)과 접촉할 우려를 줄일 수 있다.
[변형예 4]
계속해서, 상기 제2 실시예의 변형예 4에 따른 기판 반송 로봇(7)에 대해 설명한다. 제2 실시예의 변형예 4에 따른 기판 반송 로봇(7)은 상기 제2 실시예와 핸드(72)가 전방 개구(86) 또는 후방 개구(87)를 통해 반송 챔버(80)를 출입할 때 컨트롤러(74)에 의한 제어 내용이 다르다. 여기서, 본 변형예 4에 따른 기판 반송 로봇(7)의 물리적인 구성은 전술한 제2 실시예와 실질적으로 동일하므로 그 구체적인 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 16은 제2 실시예의 변형예 4에 따른 기판 반송 로봇(7)의 핸드(72)가 전방 개구(86)를 통해 반송 챔버(80)에서 출입할 때의 모습을 설명하는 도면이다. 이하에서는, 핸드(72)를 중심으로 기판 반송 로봇(7)의 동작을 설명하고, 특별히 명시하지는 않았지만, 핸드(72)의 이동 및 자세 변화는 컨트롤러(74)에 의해 제어되는 암(71)의 작동에 의해 달성되고, 핸드(72)의 신축 동작은 컨트롤러(74)에 의해 제어되는 액추에이터(17)의 작동에 의해 달성된다.
도 16의 왼쪽 부분에 도시된 바와 같이, 기판 캐리어(25)에서 기판(24)을 추출할 때, 정상 상태의 핸드(72)는 기판(24)이 수용된 기판 캐리어(25)와 연통된 전방 개구(86)의 앞쪽에서 반송 챔버(80)의 내부를 이동한다. 여기서, 핸드(72)의 선단은 전방 개구(86)의 앞에 위치하지만, 핸드 길이방향(L)은 제1 방향(X)과 평행이 아닌 제1 방향(X)으로부터 수평 방향으로 기울어져 있다.
다음으로, 도 16의 중앙 부분에 도시된 바와 같이, 핸드(72)를 기판 캐리어(25)로 향해 전방으로 이동시키면서 동시에 핸드(72)를 정상 상태에서 신장 상태로 변화시킨다. 신장 상태의 핸드(72)의 일부분은 전방 개구(86)를 통해 반송 챔버(80)의 외부로 나간다.
이와 같이, 핸드(72)의 이동과 신장을 병행하는 것에 의하여, 도 16의 우측 부분에 도시된 바와 같이, 핸드(72)는 기판 캐리어(25)의 기판(24)의 픽업 위치까지 이동한다. 픽업 위치에 이른 핸드(72)는 기판(24)을 기판 캐리어(25)에서 받아 유지한다.
이상에서는, 기판 캐리어(25)에서 기판(24)을 꺼낼 때 핸드(72)에 대해 설명하였지만, 기판 캐리어(25)에 기판(24)을 수용할 때 손(72)의 움직임은 위와 반대의 흐름을 가진다. 또한, 이상에서는 핸드(72)의 끝이 전방 개구(86)을 통해 반송 챔버(80)의 외부로 나가는 경우에 대해 설명하였지만, 핸드(72)의 선단이 후방 개구(87)를 통해 반송 챔버(80)의 외부로 나가는 경우의 핸드(72)의 움직임도 위와 마찬가지이다.
상기와 같이, 변형예 4에 따른 기판 반송 로봇(7)에서는 핸드(72)가 전방 개구(86) 및/또는 후방 개구(87)를 통해 반송 챔버(80)에서 출입할 때에, 핸드(72)는 정상 상태에서 신장 상태로 또는 그 반대로의 변형과 평행하게 이동한다. 이러한 변형예 4에 따른 기판 반송 로봇(7)의 제어에 의하면, 상기 제2 실시예에 비해 처리 사이클 시간을 단축할 수 있다.
또한, 핸드(72)가 픽업 위치에 이르기 전 및/또는 드롭오프(Drop off) 위치에 이르기 전에 소정의 신장 완료 위치를 설정하고, 핸드(72)의 신장 동작이 신장 완료 위치 또는 신장 완료 위치에 이르기 전에 완료되도록 핸드(72)가 제어되어도 좋다. 이에 따르면, 핸드(72)가 픽업 위치 및/또는 드롭 오프 위치에서 신장하고, 핸드(72)와 기판 캐리어(25)나 기판 이송 장치(1)의 구성 요소가 간섭하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 변형예 1 ~ 3에 따른 기판 처리 설비(100)의 기판 반송 로봇(7)에서도 핸드(72)가 정상 상태에서 신장 상태로 또는 그 반대로의 변형과 평형하게 이동하도록 제어되어도 좋다.
[변형예 5]
다음으로, 상기 제2 실시예의 변형예 5에 따른 기판 반송 로봇(7)에 대해 설명한다. 도 17은 제2 실시예의 변형예 5에 따른 기판 반송 로봇(7)의 핸드(72)의 측면도이고, 도 18은 도 17에 도시된 핸드(72)의 저면도이다. 여기서, 본 실시예의 설명에서는, 전술의 제2 실시예의 기판 반송 로봇(7)과 동일 또는 유사한 부재는 도면에 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 17 및 그림 18에 도시된 바와 같이, 변형예 5에 따른 기판 반송 로봇(7)의 핸드(72)는 암(71)의 손목부에 연결된 기준부(72a)와, 기준부(72a)에 대해 상대적으로 변위 가능하게 연결된 가동부(72b)와, 기준부(72a)에 대해 가동부(72b)를 상대적으로 변위시키는 회전 장치와, 적어도 하나의 광센서(3)를 구비한다.
핸드(72)는 암(71)의 손목부에 결합된 핸드 베이스부(51)와, 핸드 베이스부(51)와 결합된 블레이드(52)를 구비한다. 블레이드(52) 위에 기판(24)이 적재된다. 핸드 베이스부(51)는 암(71)의 손목부와 연결된 제1 부재(511)와 블레이드(52)와 연결된 제2 부재(512)로 분할 구성되어 있다. 그리고, 핸드 베이스부(51)의 제1 부재(511)에 의해 핸드(72)의 기준부(72a)가 구성되고, 핸드 베이스부(51)의 제2 부재(512) 및 블레이드(52)에 의해 핸드(72)의 가동부(72b)가 구성되어 있다.
핸드 베이스부(51)의 제1 부재(511)와 제2 부재(512)는 제2 부재(512)가 제1 부재(511)에 대해 상하 방향(Z)(수직 방향)으로 상대적으로 회전 변위 가능하도록 하기 위해 회전 장치에 의해 연결되어 있다. 회전 장치는 예를 들어, 수평 방향으로 연장된 회전지지 축(45a)과, 회전 지지 축(45a)을 지지하는 베어링(45b)과, 제1 부재(511)에 대하여 제2 부재(512)를 회전 구동시키는 액츄에이터(46)로 구성된다. 본 실시예에 따르면, 회전지지 축(45a)은 제2 부재(512)에 설치되고, 베어링(45b)은 제1 부재(511)에 설치된다.
광센서(3)는 핸드(72)의 가동부(72b)에 배치된 투광부(31) 및 수광부(32)와, 기준부(72a)에 배치된 앰프 유닛(33)과, 투광부(31)와 앰프 유닛(33) 사이 및 수광부(32)와 앰프 유닛(33)의 사이를 각각 연결시키는 광섬유(34)와, 광섬유(34) 중 적어도 하나에서 중간부에 설치된 렌즈 유닛(39)을 구비한다. 광섬유(34)의 적어도 하나가 기준부(72a)에 배치된 제1 중단 단부(341)와 가동부(72b)에 배치된 제2 중단 단부(342)로 이루어진 한 쌍의 중단 단부를 가지며, 제1 중단 단부(341)와 제2 중단 단부(342)가 렌즈 유닛(39)에 의해 광학적으로 연결되어 있다(도 9 참조).
본 변형예에 따르면, 광섬유(34)의 제2 중단 단부(342)는 회전지지 축(45a)의 단부에 위치하고, 광섬유(34)의 제1 중단 단부(341)는 회전지지 축(45a)이 삽입된 베어링(45b)의 구멍의 안쪽 부분에 위치한다. 또한, 회전지지 축(45a)의 단부와 베어링(45b)의 구멍의 안쪽 부분 사이에 렌즈 유닛(39)이 배치되어있다. 핸드(72)의 가동부(72b)가 기준부(72a)에 대해 상대적으로 상하 방향(Z)으로 회동하여도, 회전지지 축(45a)의 축심의 위치는 기준부(72a)에 대해 상대적으로 변위하지 않는다. 따라서, 렌즈 유닛(39)은 회전지지 축(45a)의 축심에 배치되는 것이 바람직하다.
상기 구성의 핸드(72)는 기준부(72a)에 대해 가동부(72b)가 회전지지 축(45a)를 중심으로 수직 방향으로 회전하여 도 17의 윗 도면에 도시된 신장 상태와 도 17의 아래 도면에 도시된 정상 상태 사이에서 변형될 수 있다. 신장 상태의 핸드(72)의 핸드 길이(Dh)보다 정상 상태의 핸드(72)의 핸드 자연 길이(DhN)가 짧다. 따라서, 반송 챔버(80) 내에서 핸드(72)를 정상 상태로 하고, 핸드(72)의 끝이 전방 개구(86) 및/또는 후방 개구(87)를 통해 반송 챔버(80)의 외부로 나갈 때 핸드(72)를 신장 상태로 하여 케이스(8)의 제1 방향(X)의 치수의 소형화를 실현할 수 있다.
또한, 상기 구성의 핸드(72)는 기준부(72a)에 대한 가동부(72b)의 상대적인 회전 변위에 의해 광섬유(34)의 한 쌍의 중단 단부도 회전 변위를 하지만, 여기서 광섬유(34)의 뒤틀림, 휨, 신축은 동반하지 않는다. 따라서, 광섬유(34)의 신축 및 굽힘 반복으로 인한 광섬유(34)의 열화 및 굽힘 손실의 변화를 억제 할 수 있다.
[변형예 6]
다음으로, 상기 제2 실시예의 변형예 6에 따른 기판 반송 로봇(7)에 대해 설명한다. 도 19는 제2 실시예의 변형예 6에 따른 기판 반송 로봇(7)의 핸드(72)의 측면도이고, 도 20은 도 19에 도시된 핸드(72)의 평면도이다. 여기서, 본 실시예의 설명에서는, 전술의 제2 실시예의 기판 반송 로봇(7)과 동일 또는 유사한 부재는 도면에 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 19 및 그림 20에 도시된 바와 같이, 변형예 6에 따른 기판 반송 로봇(7)의 핸드(72)는 암(71)의 손목부에 연결된 기준부(72a)와, 기준부(72a)에 대해 상대적으로 변위 가능하게 연결된 가동부(72b)와, 기준부(72a)에 대해 가동부(72b)를 상대적으로 변위시키는 회전 장치와, 적어도 하나의 광센서(3)를 구비한다.
핸드(72)는 암(71)의 손목부에 결합된 핸드 베이스부(51)와, 핸드 베이스부(51)와 결합된 블레이드(52)를 구비한다. 블레이드(52) 위에 기판(24)이 적재된다. 핸드 베이스부(51)는 암(71)의 손목부와 연결된 제1 부재(511)와 블레이드(52)와 연결된 제2 부재(512)로 분할 구성되어 있다. 그리고, 핸드 베이스부(51)의 제1 부재(511)에 의해 핸드(72)의 기준부(72a)가 구성되고, 핸드 베이스부(51)의 제2 부재(512) 및 블레이드(52)에 의해 핸드(72)의 가동부(72b)가 구성되어 있다.
핸드 베이스부(51)의 제1 부재(511)와 제2 부재(512)는 제2 부재(512)가 제1 부재(511)에 대해 상하 방향(Z)으로 상대적으로 회전 변위 가능하도록 하기 위해 회전 장치에 의해 연결되어 있다. 회전 장치는 예를 들어, 상하 방향(Z)로 연장된 회전지지 축(47a)과, 회전 지지 축(47a)를 지지하는 베어링(47b)과, 제1 부재(511)에 대하여 제2 부재(512)를 회전 구동시키는 액츄에이터(48)로 구성된다. 본 실시예에 따르면, 회전지지 축(47a)은 제2 부재(512)에 일체적으로 설치되고, 베어링(47b)은 제1 부재(511)에 설치된다.
광센서(3)는 핸드(72)의 가동부(72b)에 배치된 투광부(31) 및 수광부(32)와, 기준부(72a)에 배치된 앰프 유닛(33)과, 투광부(31)와 앰프 유닛(33) 사이 및 수광부(32)와 앰프 유닛(33)의 사이를 각각 연결시키는 광섬유(34)와, 광섬유(34) 중 적어도 하나에서 중간부에 설치된 렌즈 유닛(39)을 구비한다. 광섬유(34)의 적어도 하나가 기준부(72a)에 배치된 제1 중단 단부(341)와 가동부(72b)에 배치된 제2 중단 단부(342)로 이루어진 한 쌍의 중단 단부를 가지며, 제1 중단 단부(341)와 제2 중단 단부(342)가 렌즈 유닛(39)에 의해 광학적으로 연결되어 있다(도 9 참조).
본 변형예에 따르면, 광섬유(34)의 제2 중단 단부(342)는 회전지지 축(47a)의 단부에 위치하고, 광섬유(34)의 제1 중단 단부(341)는 회전지지 축(47a)이 삽입된 베어링(47b)의 구멍의 안쪽 부분에 위치한다. 또한, 회전지지 축(47a)의 단부와 베어링(47b)의 구멍의 안쪽 부분 사이에 렌즈 유닛(39)이 배치되어 있다. 핸드(72)의 가동부(72b)가 기준부(72a)에 대해 상대적으로 수평 방향으로 회동하여도, 회전지지 축(47a)의 축심의 위치는 기준부(72a)에 대해 상대적으로 변위하지 않는다. 따라서, 렌즈 유닛(39)은 회전지지 축(47a)의 축심에 배치되는 것이 바람직하다.
상기 구성의 핸드(72)는 기준부(72a)에 대해 가동부(72b)가 회전지지 축(47a)를 중심으로 수직 방향으로 회전하여 도 19의 윗 도면에 도시된 신장 상태와 도 19의 아래 도면에 도시된 정상 상태 사이에서 변형될 수 있다. 신장 상태의 핸드(72)의 핸드 길이(Dh)보다 정상 상태의 핸드(72)의 핸드 자연 길이(DhN)가 짧다. 따라서, 반송 챔버(80) 내에서 핸드(72)를 정상 상태로 하고, 핸드(72)의 끝이 전방 개구(86) 및/또는 후방 개구(87)를 통해 반송 챔버(80)의 외부로 나갈 때 핸드(72)를 신장 상태로 하여 케이스(8)의 제1 방향(X)의 치수의 소형화를 실현할 수 있다.
또한, 상기 구성의 핸드(72)는 기준부(72a)에 대한 가동부(72b)의 상대적인 회전 변위에 의해 광섬유(34)의 한 쌍의 중단 단부도 회전 변위를 하지만, 여기서 광섬유(34)의 뒤틀림, 휨, 신축은 동반하지 않는다. 따라서, 광섬유(34)의 신축 및 굽힘 반복으로 인한 광섬유(34)의 열화 및 굽힘 손실의 변화를 억제 할 수 있다.
또한, 상기 변형예 5 및 변형예 6에 따른 기판 반송 로봇(7)의 핸드(72)는 기준부(72a)가 핸드 베이스부(51)의 제1 부재(511)이고, 가동부(72b)가 핸드 베이스(51)의 제2 부재(512) 및 블레이드(52)인 것으로 설명했지만, 변형예 2와 동일하게 기준부(72a)가 핸드 베이스부(51)이고 가동부(72b)가 블레이드(52)이어도 좋다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예(및 변형예)를 설명하였다. 위 설명으로부터 당업자에게 본 발명의 많은 개량이나 다른 실시 형태가 명확하다고 할 것이다. 따라서, 상기 설명은 예시로서만 해석되어야 하며, 본 발명을 실행하는 최선의 형태를 당업자에게 교시할 목적으로 제공한 것이다. 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 그 구조 및/또는 기능의 세부를 실질적으로 변경할 수 있다.
1: 기판 이송 장치 2: 프로세스 처리 장치
3: 광센서 7: 기판 반송 로봇
8: 케이스 15: 레일
16: 슬라이더 17: 액츄에이터
20: 처리 장치 본체 21: 케이스
22: 처리 챔버 24: 기판
25: 기판 캐리어 31: 투광부
32: 수광부 33: 앰프 유닛
34: 광섬유 36: 발광 소자
37: 수광 소자 38: 제어 기판
39: 렌즈 유닛 51: 핸드 베이스부
52: 블레이드 60: 용기 본체
61: 용기측 도어 69: 승강 구동 장치
70: 승강 축 71: 로봇 암
72: 로봇 핸드 72a: 기준부
72b: 가동부 73: 베이스
74: 컨트롤러 75, 76: 링크
77 ~ 79: 수평 구동 장치 80: 반송 챔버
81: 전방 벽 82: 후방 벽
83: 측벽 84: 천장판
85: 바닥판 86: 전방 개구
87: 후방 개구 91: 로드 포트
92: 얼라이너 93: 조절 장치
95: 개구 프레임 96: 오프너 측 도어
97: 지지대 98: 오프너
100: 기판 처리 설비 341: 제1 중단 단부
342: 제2 중단 단부 391: 조준 렌즈
392: 집광 렌즈 511: 제1 부재
512: 제2 부재 A1 ~ A3: 관절 축
L: 핸드 길이방향

Claims (13)

  1. 임의의 수평 방향을 제1 방향으로 하고, 상기 제1 방향과 직교하는 수평 방향을 제2 방향으로 정의할 때, 상기 제1 방향의 치수와 비교하여 상기 제2 방향의 치수가 크고, 반송 챔버 및 상기 반송 챔버의 상기 제1 방향의 한쪽 이상에 배치된 하나 이상의 개구가 형성된 벽을 구비하는 케이스와;
    상기 반송 챔버에 배치된 베이스, 상기 베이스에 지지된 하나 이상의 링크를 구비하는 로봇 암, 상기 로봇 암의 손목부에 연결된 기판을 유지 가능한 로봇 핸드, 및 상기 로봇 암과 상기 로봇 핸드의 동작을 제어하는 컨트롤러를 구비하는 기판 반송 로봇;을 포함하고,
    소정의 배타 영역을 상기 반송 챔버로부터 제외한 공간을 유효 반송 챔버로 정의할 때, 상기 하나 이상의 링크의 링크 길이는 상기 반송 챔버의 상기 제1 방향의 치수보다 작고, 상기 로봇 핸드의 핸드 길이는 상기 유효 반송 챔버의 상기 제1 방향의 치수 이상인 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 링크의 링크 길이가 상기 유효 반송 챔버의 상기 제1 방향의 치수보다 작은 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 로봇 핸드의 핸드 길이가 상기 반송 챔버의 상기 제1 방향의 치수보다 큰 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 개구를 개폐 조작하는 로드 포트를 더 포함하고,
    상기 소정의 배타 영역은, 상기 로드 포트가 해당 로드 포트에 의해 상기 반송 챔버와 연통된 기판 캐리어의 개폐 조작에 이용하는 영역인 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 로봇 핸드 전체가 상기 반송 챔버 내부에 있을 때 상기 로봇 핸드의 핸드 길이방향이 상기 제1 방향에 대해 기울어진 자세이고, 선단부가 상기 개구에서 나올 때 상기 핸드 길이방향이 상기 제1 방향과 평행한 자세가 되도록 상기 로봇 암을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 로봇 핸드는, 상기 로봇 암의 손목부에 연결된 기준부와, 상기 기준부에 대해서 상대적으로 변위 가능하게 연결된 가동부와, 상기 기준부에 대해 상기 가동부를 변위시키는 이동 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 로봇 핸드는, 상기 로봇 암의 손목부에 연결된 핸드 베이스부와, 상기 핸드 베이스부와 연결되고 상기 기판을 유지하는 블레이드를 구비하고,
    상기 기준부가 상기 핸드 베이스부의 일부분으로 이루어지고, 상기 가동부가 상기 핸드 베이스부의 나머지 부분과 상기 블레이드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 로봇 핸드는 상기 로봇 암의 손목부에 연결된 핸드 베이스부와, 상기 핸드 베이스부와 연결되고 상기 기판을 유지하는 블레이드를 구비하고,
    상기 기준부가 상기 핸드 베이스부로 이루어지고, 상기 가동부가 상기 블레이드로 이루어진 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가동부는 상기 기준부에 대해 상기 로봇 핸드의 길이 방향으로 전진 및 후퇴 변위 가능하게 상기 기준부에 연결되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  10. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가동부는 상기 기준부에 대해 실질적으로 수직 방향으로 회전 변위 가능하게 상기 기준부에 연결되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  11. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가동부는 상기 기준부에 대해 실질적으로 수평 방향으로 회전 변위 가능하게 상기 기준부에 연결되는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 로봇 핸드는 하나 이상의 광센서를 더 포함하고,
    상기 광센서는, 상기 가동부에 배치된 투광부 및 수광부와; 상기 기준부에 배치된 앰프 유닛과; 상기 투광부와 상기 앰프 유닛 사이 및 상기 수광부와 상기 앰프 유닛의 사이를 각각 연결하는 결합하는 광섬유로서, 해당 광섬유 중 하나 이상이 상기 기준부에 배치된 제1 중단 단부와 상기 가동부에 배치된 제2 중단 단부로 이루어진 한 쌍의 중단 단부를 구비하는 광섬유와; 상기 제1 중단 단부와 상기 제2 중단 단부 사이를 광학적으로 연결하는 렌즈 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 렌즈 유닛은 상기 광섬유의 상기 한 쌍의 중단 단부 중 투광 측에 설치된 조준 렌즈와 수광측에 설치된 집광 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송 장치.
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