KR20230104973A

KR20230104973A - 기판 반송 시스템 및 기판 반송 장치

Info

Publication number: KR20230104973A
Application number: KR1020237020268A
Authority: KR
Inventors: 고 야마구치; 요시아키 구보타; 겐스케 오니
Original assignee: 가부시키가이샤 야스카와덴키
Priority date: 2020-12-14
Filing date: 2021-11-16
Publication date: 2023-07-11
Also published as: CN116568618A; US20230312271A1; JPWO2022130878A1; WO2022130878A1

Abstract

기판 반송 시스템(1)은, 반송 라인(TL)을 따라 기판(W)을 반송하는 리니어 반송 장치(2)와, 리니어 반송 장치(2)로부터 기판(W)을 수취하여 처리 유닛(PU)에 반입하고, 처리 유닛(PU)으로부터 기판(W)을 반출하여 리니어 반송 장치(2)에 전달하는 로봇을 구비하고, 리니어 반송 장치(2)는, 반송 라인(TL)을 따라 이동하는 이동 베이스(50)(제1 이동체)와, 기판(W)을 지지하는 부상 유닛(10)(제2 이동체)과, 이동 베이스(50)에 대하여 부상 유닛(10)을 부상시키면서, 이동 베이스(50)의 이동에 부상 유닛(10)을 추종시키도록, 이동 베이스(50)로부터 부상 유닛(10)에 비접촉력을 작용시키는 비접촉력 발생부(70)를 구비한다.

Description

기판 반송 시스템 및 기판 반송 장치

본 개시는 기판 반송 시스템 및 기판 반송 장치에 관한 것이다.

특허문헌 1에는, 리니어 모터에 의한 구동에 의해 반송실 내를 이동하는 이동식 로봇으로 기판을 반송하는 기판 처리 장치가 개시되어 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2008-028179호 공보

본 개시는 반송 정밀도와, 발진(發塵) 억제의 양립에 유효한 기판 반송 시스템을 제공한다.

본 개시의 일측면에 따른 기판 반송 시스템은, 반송 라인을 따라 기판을 반송하는 리니어 반송 장치와, 리니어 반송 장치로부터 기판을 수취하여 처리 유닛에 반입하고, 처리 유닛으로부터 기판을 반출하여 리니어 반송 장치에 전달하는 로봇을 구비하고, 리니어 반송 장치는, 반송 라인을 따라 이동하는 제1 이동체와, 기판을 지지하는 제2 이동체와, 제1 이동체에 대하여 제2 이동체를 부상시키면서, 제1 이동체의 이동에 제2 이동체를 추종시키도록, 제1 이동체로부터 제2 이동체에 비접촉력을 작용시키는 비접촉력 발생부를 구비한다.

본 개시의 다른 측면에 따른 기판 반송 장치는, 반송 라인을 따라 이동하는 제1 이동체와, 기판을 지지하는 제2 이동체와, 제1 이동체에 대하여 제2 이동체를 부상시키면서, 제1 이동체의 이동에 제2 이동체를 추종시키도록, 제1 이동체와 제2 이동체 사이에 비접촉력을 발생시키는 비접촉력 발생부를 구비하고, 비접촉력 발생부는, 반송 라인에 교차하는 제1 교차 라인을 따라 제2 이동체에 대향하며, 제2 이동체에 비접촉력을 작용시키는 제1 액츄에이터와, 반송 라인 및 제1 교차 라인에 교차하는 제2 교차 라인을 따라 제2 이동체에 대향하며, 제2 이동체에 비접촉력을 작용시키는 제2 액츄에이터를 갖고, 제1 액츄에이터는, 반송 라인에 평행한 제1 비접촉력을 제2 이동체에 작용시키고, 제2 액츄에이터는, 반송 라인에 평행한 제2 비접촉력을 제2 이동체에 작용시킨다.

본 개시에 따르면, 반송 정밀도와, 발진 억제의 양립에 유효한 기판 반송 시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 기판 반송 시스템의 개략 구성을 예시하는 모식도이다.
도 2는 도 1 중의 II-II선을 따른 단면도이다.
도 3은 도 2 중의 III-III선을 따른 단면도이다.
도 4는 도 2 중의 IV-IV선을 따른 단면도이다.
도 5는 도 2 중의 V-V선을 따른 단면도이다.
도 6은 비접촉력 및 측위(測位) 라인을 통합한 모식도이다.
도 7은 비접촉력 발생부 및 위치·자세 검출부의 변형예를 나타내는 모식도이다.
도 8은 힘 제어 순서를 예시하는 흐름도이다.
도 9는 컨트롤러의 하드웨어 구성을 예시하는 도면이다.

이하, 실시형태에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 설명에 있어서, 동일 요소 또는 동일 기능을 갖는 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 중복하는 설명을 생략한다.

〔기판 반송 시스템〕

도 1에 나타내는 기판 반송 시스템(1)은, 기판 처리 시스템(PS)에 있어서 처리 대상의 기판을 반송하는 시스템이다. 처리 대상의 기판의 구체예로서는, 반도체 기판, 유리 기판, 마스크 기판, 또는 FPD(Flat Panel Display) 기판 등을 들 수 있다.

기판 반송 시스템(1)은, 리니어 반송 장치(2)와, 로봇(3)과, 컨트롤러(100)를 구비한다. 리니어 반송 장치(2)(기판 반송 장치)는, 반송 라인을 따라 처리 대상의 기판(W)을 반송한다. 로봇(3)은, 리니어 반송 장치(2)로부터 기판(W)을 수취하여 기판 처리 시스템(PS)의 처리 유닛(PU)에 반입하고, 처리 유닛(PU)으로부터 기판(W)을 반출하여 리니어 반송 장치(2)에 전달한다. 컨트롤러(100)는, 리니어 반송 장치(2)와 로봇(3)을 제어한다.

로봇(3)은, 베이스(7)와, 핸드(5)와, 다관절 아암(4)과, 승강 구동부(6)를 갖는다. 베이스(7)는, 처리 유닛(PU)과 리니어 반송 장치(2) 사이에 고정된다. 핸드(5)는, 기판(W)을 대략 수평으로 지지한다. 다관절 아암(4)은, 수평인 평면을 따라 베이스(7)에 대한 핸드(5)의 위치·자세를 변경한다. 승강 구동부(6)는, 베이스(7)에 대하여 다관절 아암(4) 및 핸드(5)를 승강시킨다.

기판 처리 시스템(PS)은, 복수의 처리 유닛(PU)을 구비하여도 좋다. 이에 대응하여, 기판 반송 시스템(1)은 복수의 로봇(3)을 구비하여도 좋다. 예컨대 기판 처리 시스템(PS)은, 수평인 유닛 배열 라인(L31)을 따라 나열되는 복수의 처리 유닛(PU)을 구비한다. 기판 반송 시스템(1)은, 유닛 배열 라인(L31)에 평행한 로봇 배열 라인(L32)을 따라 나열되는 복수의 로봇(3)을 구비한다.

도 1에는, 4개의 처리 유닛(PU)과, 2대의 로봇(3)이 도시되어 있지만, 처리 유닛(PU)의 수 및 로봇(3)의 수는 이에 한정되지 않는다. 일례로서, 기판 반송 시스템(1)은, 4개의 처리 유닛(PU1, PU2, PU3, PU4)과, 2대의 로봇(3A, 3B)을 구비한다. 처리 유닛(PU1, PU2, PU3, PU4)은, 유닛 배열 라인(L31)을 따라 순서대로 나열된다.

로봇(3A)의 베이스(7)는, 처리 유닛(PU1, PU2)에 대응하도록 배치되고, 로봇(3B)의 베이스(7)는, 처리 유닛(PU3, PU4)에 대응하도록 배치되어 있다. 로봇(3A)은, 리니어 반송 장치(2)로부터 기판(W)을 수취하여 처리 유닛(PU1) 또는 처리 유닛(PU2)에 반입하고, 처리 유닛(PU1) 또는 처리 유닛(PU2)으로부터 기판(W)을 반출하여 리니어 반송 장치(2)에 전달한다. 로봇(3B)은, 리니어 반송 장치(2)로부터 기판(W)을 수취하여 처리 유닛(PU3) 또는 처리 유닛(PU4)에 반입하고, 처리 유닛(PU3) 또는 처리 유닛(PU4)으로부터 기판(W)을 반출하여 리니어 반송 장치(2)에 전달한다.

리니어 반송 장치(2)는, 기판(W)을 지지하는 부상 유닛을 부상시킨 상태에서, 반송 라인(TL)을 따라 이동시킨다. 이하에 있어서는, 반송 라인(TL)이 수평인 경우를 예시하지만, 반송 라인(TL)은 수평에 대하여 경사져 있어도 좋다.

리니어 반송 장치(2)는, 상방에서 보아, 유닛 배열 라인(L31)과의 사이에 로봇 배열 라인(L32)을 끼우도록 마련되어 있고, 유닛 배열 라인(L31) 및 로봇 배열 라인(L32)에 평행한 반송 라인(TL)을 따라 부상 유닛을 이동시킨다. 예컨대 리니어 반송 장치(2)는, 부상 유닛(10)과, 구동 유닛(40)을 갖는다.

부상 유닛(10)(제2 이동체)은, 보텀 프레임(11)과, 사이드 프레임(12)과, 제1 서포트(13)와, 제2 서포트(14)를 갖는다. 보텀 프레임(11)은, 부상 유닛(10)의 바닥부를 구성한다. 보텀 프레임(11)은, 길이 방향을 따른 측가장자리(11a, 11b)와, 짧은 길이 방향을 따른 단가장자리(11c, 11d)를 갖는다. 부상 유닛(10)은, 측가장자리(11a, 11b)가 반송 라인(TL)을 따르도록, 구동 유닛(40) 상에 대략 수평으로 배치된다. 상방에서 보아, 측가장자리(11a)는, 측가장자리(11b)를 기준으로 하여 로봇 배열 라인(L32)의 반대에 위치한다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 사이드 프레임(12)은, 보텀 프레임(11)의 측가장자리(11a)로부터 상방으로 연장되어, 부상 유닛(10)의 측부를 구성한다. 사이드 프레임(12)은, 단가장자리(11c)와 동일한 방향을 향하는 단가장자리(12a)와, 단가장자리(11d)와 동일한 방향을 향하는 단가장자리(12b)와, 상가장자리(12c)를 갖는다. 제1 서포트(13) 및 제2 서포트(14)는, 반송 라인(TL)을 따라 나열되도록 사이드 프레임(12)의 상가장자리(12c)에 고정되어, 각각 기판(W)을 지지한다.

제1 서포트(13)는, 반송 라인(TL)을 따라 나열되는 서포트 빔(13a, 13b)을 갖는다. 서포트 빔(13a, 13b)의 각각은, 사이드 프레임(12)의 상가장자리(12c)로부터, 로봇 배열 라인(L32)을 향하여 뻗으며, 보텀 프레임(11)의 상방에 있어서 기판(W)을 지지한다. 사이드 프레임(12)을 기준으로 하여, 서포트 빔(13a, 13b)은, 보텀 프레임(11)의 측가장자리(11b)보다 원위까지 뻗어 있다. 서포트 빔(13a, 13b)의 간격은, 핸드(5)의 폭보다 크다. 이 때문에, 서포트 빔(13a, 13b) 사이에 있어서, 핸드(5)에 기판(W)을 지지시키는 것이 가능하다.

제2 서포트(14)는, 반송 라인(TL)을 따라 나열되는 서포트 빔(14a, 14b)을 갖는다. 서포트 빔(14a, 14b)의 각각은, 사이드 프레임(12)의 상가장자리로부터 보텀 프레임(11)의 상방에 걸치도록 뻗으며, 기판(W)을 지지한다. 사이드 프레임(12)을 기준으로 하여, 서포트 빔(14a, 14b)은, 보텀 프레임(11)의 측가장자리(11b)보다 원위까지 뻗어 있다. 서포트 빔(14a, 14b)의 간격은, 핸드(5)의 폭보다 크다. 이 때문에, 서포트 빔(14a, 14b) 사이에 있어서, 핸드(5)에 기판(W)을 지지시키는 것이 가능하다.

부상 유닛(10)은, 제1 가동자(21)와, 제2 가동자(22)를 갖는다. 제1 가동자(21), 제2 가동자(22)는, 구동 유닛(40)에 의한 비접촉력이 작용하는 부분이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 가동자(21)에는, 적어도 반송 라인(TL)에 평행한 제1 비접촉력(F01)가 작용한다. 예컨대 제1 가동자(21)는, 보텀 프레임(11) 중, 측가장자리(11a) 근처의 부분의 하면에 고정되어 있다. 제1 가동자(21)는, 반송 라인(TL)에 평행한 배열 라인(L01)을 따라 나열되는 복수의 영구 자석(21m)과, 복수의 영구 자석(21m)을 유지하는 요크(21c)를 갖는다. 제1 비접촉력(F01)은, 배열 라인(L01)을 따라 제1 가동자(21)에 작용한다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 제2 가동자(22)에는, 적어도 반송 라인(TL)에 평행한 제2 비접촉력(F02)이 작용한다. 예컨대 제2 가동자(22)는, 사이드 프레임(12)의 외면에 고정되어 있다. 사이드 프레임(12)의 외면은, 사이드 프레임(12)으로부터 제1 서포트(13), 제2 서포트(14) 및 보텀 프레임(11)이 뻗는 방향(로봇 배열 라인(L32)을 향하는 방향)의 반대를 향하는 면이다. 제2 가동자(22)는, 반송 라인(TL)에 평행한 배열 라인(L02)을 따라 나열되는 복수의 영구 자석(22m)과, 복수의 영구 자석(22m)을 유지하는 요크(22c)를 갖는다. 제2 비접촉력(F02)은, 배열 라인(L02)을 따라 제2 가동자(22)에 작용한다.

부상 유닛(10)은, 제3 가동자(23)를 더 가져도 좋다. 제3 가동자(23)도, 구동 유닛(40)에 의한 비접촉력이 작용하는 부분이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 제3 가동자(23)에는, 적어도 반송 라인(TL)에 평행한 제3 비접촉력(F03)이 작용한다. 예컨대 제3 가동자(23)는, 보텀 프레임(11) 중, 측가장자리(11b) 근처의 부분의 하면에 고정되어 있다. 제3 가동자(23)는, 반송 라인(TL)에 평행한 배열 라인(L03)을 따라 나열되는 복수의 영구 자석(23m)과, 복수의 영구 자석(23m)을 유지하는 요크(23c)를 갖는다. 제3 비접촉력(F03)은, 배열 라인(L03)을 따라 제3 가동자(23)에 작용한다. 이 구성에 있어서, 제2 가동자(22)는, 배열 라인(L01) 및 배열 라인(L03)을 포함하는 가상 평면(VP1)으로부터 상방으로 떨어져 있다.

부상 유닛(10)은, 변위의 검출 대상이 되는 1 이상의 측위 타겟(30)을 더 갖는다. 예컨대 1 이상의 측위 타겟(30)은, 제1 측위 타겟(31)과, 제2 측위 타겟(32)과, 제3 측위 타겟(33)과, 제4 측위 타겟(34)과, 제5 측위 타겟(35)과, 제6 측위 타겟(36)을 포함한다.

제1 측위 타겟(31)은, 보텀 프레임(11) 중, 단가장자리(11c)와 제1 가동자(21) 사이의 부분의 하면에 고정되어 있다. 예컨대 제1 측위 타겟(31)은, 후술하는 리니어 센서(82)에 의한 측위 타겟이며, 자왜(磁歪)를 발생시키기 위한 자석을 포함하고 있다. 제2 측위 타겟(32)은, 보텀 프레임(11) 중, 단가장자리(11d)와 제1 가동자(21) 사이의 부분의 하면에 고정되어 있다. 예컨대 제2 측위 타겟(32)은, 후술하는 갭 센서(83a)에 의한 측위 타겟이며, 와전류가 흐르는 도전 부재를 포함하고 있다.

제3 측위 타겟(33)은, 보텀 프레임(11) 중, 단가장자리(11c)와 제3 가동자(23) 사이의 부분의 하면에 고정되어 있다. 예컨대 제3 측위 타겟(33)은, 후술하는 갭 센서(83c)에 의한 측위 타겟이며, 와전류가 흐르는 도전 부재를 포함하고 있다. 제4 측위 타겟(34)은, 보텀 프레임(11) 중, 단가장자리(11d)와 제3 가동자(23) 사이의 부분의 하면에 고정되어 있다. 예컨대 제4 측위 타겟(34)은, 후술하는 갭 센서(83d)에 의한 측위 타겟이며, 와전류가 흐르는 도전 부재를 포함하고 있다.

제5 측위 타겟(35)은, 사이드 프레임(12) 중, 단가장자리(12a)와 제2 가동자(22) 사이의 부분의 외면에 고정되어 있다. 예컨대 제5 측위 타겟(35)은, 후술하는 갭 센서(83b)에 의한 측위 타겟이며, 와전류가 흐르는 도전 부재를 포함하고 있다. 제6 측위 타겟(36)은, 사이드 프레임(12) 중, 단가장자리(12b)와 제2 가동자(22) 사이의 부분의 외면에 고정되어 있다. 예컨대 제6 측위 타겟(36)은, 후술하는 갭 센서(83e)에 의한 측위 타겟이며, 와전류가 흐르는 도전 부재를 포함하고 있다.

구동 유닛(40)은, 부상 유닛(10)을 부상시킨 상태로 이동시킨다. 예컨대 구동 유닛(40)은, 이동 베이스(50)와, 베이스 구동부(60)와, 비접촉력 발생부(70)와, 위치·자세 검출부(80)와, 케이스(90)를 갖는다.

이동 베이스(50)(제1 이동체)는, 부상 유닛(10)의 하방에 위치하며, 반송 라인(TL)을 따라 이동한다. 이동 베이스(50)는, 보텀 플레이트(51)와, 사이드 플레이트(52)를 갖는다.

보텀 플레이트(51)는, 이동 베이스(50)의 바닥부를 구성한다. 보텀 플레이트(51)는, 길이 방향을 따른 측가장자리(51a, 51b)와, 짧은 길이 방향을 따른 단가장자리(51c, 51d)를 갖는다. 보텀 플레이트(51)는, 측가장자리(51a)가 보텀 프레임(11)의 측가장자리(11a)와 동일한 방향을 향하고, 측가장자리(51b)가 보텀 프레임(11)의 측가장자리(11b)와 동일한 방향을 향하고, 단가장자리(51c)가 보텀 프레임(11)의 단가장자리(11c)와 동일한 방향을 향하고, 단가장자리(51d)가 보텀 프레임(11)의 단가장자리(11d)와 동일한 방향을 향하도록 대략 수평으로 배치된다.

사이드 플레이트(52)는, 보텀 플레이트(51)의 측가장자리(51a)로부터 상방으로 연장되어, 이동 베이스(50)의 측부를 구성한다. 사이드 플레이트(52)는, 단가장자리(51c)와 동일한 방향을 향하는 단가장자리(52a)와, 단가장자리(51d)와 동일한 방향을 향하는 단가장자리(52b)를 갖는다.

베이스 구동부(60)는, 반송 라인(TL)을 따라 이동 베이스(50)를 이동시킨다. 베이스 구동부(60)는, 베이스 스테이지(61)와, 리니어 가이드(62, 63)와, 리니어 액츄에이터(64)를 갖는다. 베이스 스테이지(61)는, 이동 베이스(50)의 하방에 있어서, 반송 라인(TL)을 따라 연장되어 있다.

리니어 가이드(62, 63)는, 반송 라인(TL)에 평행하게 이동하도록 이동 베이스(50)를 안내한다. 리니어 가이드(62, 63)는, 반송 라인(TL)에 수직인 방향으로 나열된다. 리니어 가이드(62)는, 레일(62r)과, 블록(62b)을 갖는다. 레일(62r)은, 보텀 플레이트(51) 중 측가장자리(51a) 근처의 부분의 하방에 있어서, 반송 라인(TL)에 평행하게 연장되고, 베이스 스테이지(61)의 상면에 고정되어 있다. 블록(62b)은, 보텀 플레이트(51) 중, 측가장자리(51a) 근처의 부분의 하면에 고정되어 있다. 블록(62b)은, 반송 라인(TL)에 평행하게 이동할 수 있도록, 볼 등의 전동체를 통해 레일(62r)에 부착되어 있다.

리니어 가이드(63)는, 레일(63r)과, 블록(63b)을 갖는다. 레일(63r)은, 보텀 플레이트(51) 중 측가장자리(51b) 근처의 부분의 하방에 있어서, 반송 라인(TL)에 평행하게 연장되고, 베이스 스테이지(61)의 상면에 고정되어 있다. 블록(63b)은, 보텀 플레이트(51) 중, 측가장자리(51b) 근처의 부분의 하면에 고정되어 있다. 블록(63b)은, 반송 라인(TL)에 평행하게 이동할 수 있도록, 볼 등의 전동체를 통해 레일(63r)에 부착되어 있다.

리니어 액츄에이터(64)는, 고정자(64f)와, 가동자(64m)를 갖는다. 가동자(64m)는, 블록(62b)과 블록(63b) 사이에서, 보텀 플레이트(51)의 하면에 고정되어 있다. 고정자(64f)는, 가동자(64m)에 대향한 상태로 반송 라인(TL)에 평행하게 연장되며, 베이스 스테이지(61)의 상면에 고정되어 있다. 고정자(64f)는, 반송 라인(TL)을 따른 추력을 가동자(64m)에 작용시킨다.

일례로서, 가동자(64m)는, 1 이상의 영구 자석을 갖는다. 고정자(64f)는, 반송 라인(TL)에 평행한 방향을 따라 나열되는 복수의 코일을 갖고, 전력의 공급에 따라 반송 라인(TL)에 평행하게 이동하는 이동 자계를 발생시킨다. 이 이동 자계와, 영구 자석의 자계에 의해, 상기 추력이 가동자(64m)에 작용한다.

반송 라인(TL)에 평행한 추력을 이동 베이스(50)에 작용시킬 수 있는 한, 리니어 액츄에이터(64)의 구성에 특별히 제한은 없고, 적절하게 변경 가능하다. 예컨대 리니어 액츄에이터(64)는, 회전 모터 및 볼나사에 의해 이동 베이스(50)에 추력을 작용시키도록 구성되어 있어도 좋다.

비접촉력 발생부(70)는, 이동 베이스(50)에 대하여 부상 유닛(10)을 부상시키면서, 이동 베이스(50)의 이동에 부상 유닛(10)을 추종시키도록, 이동 베이스(50)로부터 부상 유닛(10)에 비접촉력을 작용시킨다.

비접촉력은, 2개의 물체가 서로 접촉하고 있지 않아도, 상기 2개의 물체 사이에 작용하는 힘을 의미한다. 비접촉력의 구체예로서는, 자력, 중력, 쿨롱력 등을 들 수 있다. 예컨대 비접촉력 발생부(70)는, 이동 베이스(50)로부터 부상 유닛(10)에 자력을 발생시킨다. 비접촉력 발생부(70)는, 적어도 반송 라인(TL)을 따라, 부상 유닛(10)의 위치를 이동 베이스(50)에 대하여 상대적으로 변화시키도록 구성되어 있어도 좋다. 또한, 비접촉력 발생부(70)는, 부상 유닛(10)의 자세를 이동 베이스(50)에 대하여 상대적으로 변화시키도록 구성되어 있어도 좋다. 비접촉력은, 반드시 1점에 집중하여 작용하는 것은 아니지만, 이하에 있어서의 「비접촉력」은, 하나로 모은 비접촉력을, 하나의 작용점에 집중하는 것으로 하여 나타낸 힘을 의미한다.

비접촉력 발생부(70)는, 서로 독립된 6개의 비접촉력을 이동 베이스(50)와 부상 유닛(10) 사이에 발생시키도록 구성되어 있어도 좋다. 여기서, 3개 이상의 비접촉력이 서로 독립이란, 상기 3개 이상의 비접촉력에 있어서, 각 비접촉력을 나머지의 2개 이상의 비접촉력으로는 합성할 수 없는 관계를 의미한다. 3개 이상의 비접촉력이 서로 독립이 아닌 경우의 구체예로서, 3개의 비접촉력이 동일면 내에서 서로 평행한 경우를 들 수 있다. 이 경우, 3개의 비접촉력 중, 2개의 접촉력의 크기를 조정함으로써, 나머지의 1개의 접촉력을 대체하는 것이 가능하다.

비접촉력 발생부(70)는, 1 이상의 액츄에이터를 포함하고, 1 이상의 액츄에이터는, 상기 6개의 비접촉력 중 2개 이상의 비접촉력을 발생시키는 하나의 액츄에이터를 포함하고 있어도 좋다. 일례로서, 비접촉력 발생부(70)는, 제1 액츄에이터(71)와, 제2 액츄에이터(72)를 갖는다.

제1 액츄에이터(71)는, 반송 라인(TL)에 교차(예컨대 직교)하는 제1 교차 라인을 따라 부상 유닛(10)에 대향하며, 부상 유닛(10)에 비접촉력을 작용시킨다. 「교차」는, 소위 입체 교차와 같이 꼬인 관계에 있는 경우도 포함한다. 이하에 있어서도 동일하다. 제1 액츄에이터(71)는, 반송 라인(TL)에 평행한 제1 비접촉력을 부상 유닛(10)에 작용시켜도 좋다. 제1 액츄에이터(71)는, 제1 교차 라인을 따른 제1 교차 비접촉력을 부상 유닛(10)에 더 작용시켜도 좋다.

제1 액츄에이터(71)는, 하방으로부터 부상 유닛(10)에 대향하도록 마련되어 있어도 좋다. 예컨대 제1 액츄에이터(71)는, 보텀 플레이트(51) 중, 측가장자리(51a) 근처의 부분의 상면에 고정되어 있고, 반송 라인(TL)에 직교하는 연직인 교차 라인(L11)(제1 교차 라인)을 따라, 하방으로부터 제1 가동자(21)에 대향한다. 제1 액츄에이터(71)는, 반송 라인(TL)에 평행하며 상기 배열 라인(L01)을 따른 제1 비접촉력(F01)을 제1 가동자(21)에 작용시키고, 교차 라인(L11)을 따른 제1 교차 비접촉력(F11)을 제1 가동자(21)에 더 작용시킨다.

제1 액츄에이터(71)는, 반송 라인(TL)을 따라 부상 유닛(10)을 변위시키는 리니어 모터여도 좋다. 예컨대 제1 액츄에이터(71)는, 반송 라인(TL)에 평행한 배열 라인(L04)을 따라 나열되는 복수의 코일(71c)을 갖는다. 복수의 코일(71c)은, 전력의 공급에 따라, 배열 라인(L01)을 따라 반송 라인(TL)에 평행하게 이동하는 이동 자계를 발생시킨다. 이 이동 자계와, 제1 가동자(21)의 복수의 영구 자석(21m)의 자계에 의해, 제1 비접촉력(F01) 및 제1 교차 비접촉력(F11)이 제1 가동자(21)에 작용한다.

제2 액츄에이터(72)는, 반송 라인(TL) 및 교차 라인(L11)에 교차(예컨대 직교)하는 제2 교차 라인을 따라 부상 유닛(10)에 대향하며, 부상 유닛(10)에 비접촉력을 작용시킨다. 제2 액츄에이터(72)는, 반송 라인(TL)에 평행한 제2 비접촉력을 부상 유닛(10)에 작용시켜도 좋다. 제2 액츄에이터(72)는, 제2 교차 라인을 따른 제2 교차 비접촉력을 부상 유닛(10)에 더 작용시켜도 좋다.

제2 액츄에이터(72)는, 리니어 반송 장치(2)에 대하여 로봇(3)이 배치되는 방향의 반대 방향으로부터 부상 유닛(10)에 대향하도록 마련되어 있어도 좋다. 예컨대 제2 액츄에이터(72)는, 사이드 플레이트(52)의 내면에 고정되어 있다. 사이드 플레이트(52)의 내면은, 사이드 플레이트(52)로부터 보텀 플레이트(51)가 뻗는 방향을 향하는 면(로봇 배열 라인(L32)을 향하는 면)이다. 사이드 플레이트(52)의 내면은, 사이드 프레임(12)의 외면에 대향한다. 제2 액츄에이터(72)는, 수평인 교차 라인(L12)(제2 교차 라인)을 따라 제2 가동자(22)에 대향한다. 제2 액츄에이터(72)는, 반송 라인(TL)에 평행하며 배열 라인(L02)을 따른 제2 비접촉력(F02)을 제2 가동자(22)에 작용시키고, 교차 라인(L12)을 따른 제2 교차 비접촉력(F12)을 제2 가동자(22)에 더욱 작용시킨다.

제2 액츄에이터(72)는, 반송 라인(TL)을 따라 부상 유닛(10)을 변위시키는 리니어 모터여도 좋다. 예컨대 제2 액츄에이터(72)는, 반송 라인(TL)에 평행한 배열 라인(L05)을 따라 나열되는 복수의 코일(72c)을 갖는다. 복수의 코일(72c)은, 전력의 공급에 따라, 배열 라인(L02)을 따라 반송 라인(TL)에 평행하게 이동하는 이동 자계를 발생시킨다. 이 이동 자계와, 제2 가동자(22)의 복수의 영구 자석(22m)의 자계에 의해, 제2 비접촉력(F02) 및 제2 교차 비접촉력(F12)이 제2 가동자(22)에 작용한다.

비접촉력 발생부(70)는, 제3 액츄에이터(73)를 더 가져도 좋다. 제3 액츄에이터(73)는, 제2 교차 라인과 교차(예컨대 직교)하여 제1 교차 라인에 평행한 제3 교차 라인을 따라 부상 유닛(10)에 대향하며, 부상 유닛(10)에 비접촉력을 작용시킨다. 제3 액츄에이터(73)는, 반송 라인(TL)에 평행한 제3 비접촉력을 부상 유닛(10)에 작용시켜도 좋다. 제3 액츄에이터(73)는, 제3 교차 라인을 따른 제3 교차 비접촉력을 부상 유닛(10)에 더 작용시켜도 좋다.

제3 액츄에이터(73)는, 하방으로부터 부상 유닛(10)에 대향하도록 마련되어 있어도 좋다. 예컨대 제3 액츄에이터(73)는, 보텀 플레이트(51) 중, 측가장자리(51b) 근처의 부분의 상면에 고정되어 있고, 반송 라인(TL)에 직교하는 연직인 교차 라인(L13)(제3 교차 라인)을 따라, 하방으로부터 제3 가동자(23)에 대향한다. 제3 액츄에이터(73)는, 반송 라인(TL)에 평행하며 상기 배열 라인(L03)을 따른 제3 비접촉력(F03)을 제3 가동자(23)에 작용시키고, 교차 라인(L13)을 따른 제3 교차 비접촉력(F13)을 제3 가동자(23)에 더 작용시킨다.

제3 액츄에이터(73)는, 반송 라인(TL)을 따라 부상 유닛(10)을 변위시키는 리니어 모터여도 좋다. 예컨대 제3 액츄에이터(73)는, 반송 라인(TL)에 평행한 배열 라인(L06)을 따라 나열되는 복수의 코일(73c)을 갖는다. 복수의 코일(73c)은, 전력의 공급에 따라, 배열 라인(L03)을 따라 반송 라인(TL)에 평행하게 이동하는 이동 자계를 발생시킨다. 이 이동 자계와, 제3 가동자(23)의 복수의 영구 자석(23m)의 자계에 의해, 제3 비접촉력(F03) 및 제3 교차 비접촉력(F13)이 제3 가동자(23)에 작용한다.

제1 액츄에이터(71) 및 제3 액츄에이터(73)는, 제2 액츄에이터(72)에 비교하여 큰 비접촉력을 발생할 수 있도록 구성되어 있어도 좋다. 일례로서, 제1 액츄에이터(71)의 코일(71c)의 수는, 제2 액츄에이터(72)의 코일(72c)의 수보다 많다. 제3 액츄에이터(73)의 코일(73c)의 수도, 제2 액츄에이터(72)의 코일(72c)의 수보다 많다. 이에 따라, 제1 액츄에이터(71)는 제2 액츄에이터(72)보다 길고, 제3 액츄에이터(73)도 제2 액츄에이터(72)보다 길다.

또한, 제1 가동자(21)의 영구 자석(21m)의 수는, 제2 가동자(22)의 영구 자석(22m)의 수보다 많다. 제3 가동자(23)의 영구 자석(23m)의 수도, 제2 가동자(22)의 영구 자석(22m)의 수보다 많다. 이에 따라, 제1 가동자(21)는 제2 가동자(22)보다 길고, 제3 가동자(23)도 제2 가동자(22)보다 길다.

위치·자세 검출부(80)는, 이동 베이스(50)에 대한 부상 유닛(10)의 상대 위치·상대 자세를 비접촉으로 검출한다. 위치·자세 검출부(80)는, 서로 독립된 6개의 측위 라인을 따른 부상 유닛(10)의 변위를 각각 비접촉으로 검출하도록 구성되어 있어도 좋다.

여기서, 3개 이상의 측위 라인이 서로 독립이란, 상기 3개 이상의 측위 라인에 있어서, 각 측위 라인을 따른 벡터를 나머지의 2개 이상의 측위 라인을 따른 벡터로는 합성할 수 없는 관계를 의미한다. 또한, 측위 라인을 따른 벡터란, 측위 라인을 따르며, 또한 측위 라인 상에 위치하는 벡터를 의미한다.

3개 이상의 측위 라인이 서로 독립이 아닌 경우의 구체예로서, 3개의 측위 라인이 동일면 내에서 서로 평행한 경우를 들 수 있다. 이 경우, 3개의 측위 라인 중, 2개의 측위 라인을 따른 벡터의 크기를 조정함으로써, 나머지의 1개의 측위 라인을 따른 벡터를 합성하는 것이 가능하다.

위치·자세 검출부(80)는, 리니어 센서(82)를 포함하고 있어도 좋다. 리니어 센서(82)는, 반송 라인(TL)에 교차하는 센싱 라인을 따라 부상 유닛(10)에 대향하며, 이동 베이스(50)에 대한 부상 유닛(10)의 반송 라인(TL)을 따른 상대 변위를 검출한다.

예컨대 리니어 센서(82)는, 보텀 플레이트(51) 중, 단가장자리(51c)와 제1 액츄에이터(71) 사이의 부분의 상면에 고정되어 있고, 반송 라인(TL)에 직교하는 연직인 센싱 라인(L21)을 따라, 하방으로부터 제1 측위 타겟(31)에 대향한다. 리니어 센서(82)는, 반송 라인(TL)에 평행한 배열 라인(L01)(측위 라인)을 따른 제1 측위 타겟(31)의 변위를 검출한다.

일례로서, 리니어 센서(82)는, 자왜식 센서이며, 배열 라인(L01)을 따른 자왜선을 포함한다. 리니어 센서(82)는, 제1 측위 타겟(31)의 자석이 자왜선에 발생시키는 비틀림 왜곡에 기초하여 제1 측위 타겟(31)의 변위를 검출한다.

위치·자세 검출부(80)는, 갭 센서(83a)를 포함하고 있어도 좋다. 갭 센서(83a)는, 반송 라인(TL)에 교차(예컨대 직교)하는 제2 센싱 라인을 따라 부상 유닛(10)에 대향하며, 이동 베이스(50)로부터 부상 유닛(10)까지의 거리를 검출한다.

위치·자세 검출부(80)는, 갭 센서(83b)를 더 포함하고 있어도 좋다. 갭 센서(83b)는, 반송 라인(TL) 및 제2 센싱 라인에 교차(예컨대 직교)하는 제3 센싱 라인을 따라 부상 유닛(10)에 대향하며, 이동 베이스(50)로부터 부상 유닛(10)까지의 거리를 검출한다.

갭 센서(83a)는, 하방으로부터 부상 유닛(10)에 대향하도록 마련되어 있어도 좋다. 예컨대 갭 센서(83a)는, 보텀 플레이트(51) 중, 단가장자리(51d)와 제1 액츄에이터(71) 사이의 부분의 상면에 고정되어 있고, 반송 라인(TL)에 직교하는 연직인 센싱 라인(L22)(제2 센싱 라인)을 따라, 하방으로부터 제2 측위 타겟(32)에 대향한다. 갭 센서(83a)는, 센싱 라인(L22)(측위 라인)을 따라 제2 측위 타겟(32)까지의 거리를 검출한다.

갭 센서(83b)는, 리니어 반송 장치(2)에 대하여 로봇(3)이 배치되는 방향의 반대 방향으로부터 부상 유닛(10)에 대향하도록 마련되어 있어도 좋다. 예컨대 갭 센서(83b)는, 사이드 플레이트(52) 중, 단가장자리(52a)와 제2 액츄에이터(72) 사이의 부분의 내면에 고정되어 있고, 반송 라인(TL)에 직교하는 수평인 센싱 라인(L23)(제3 센싱 라인)을 따라 제5 측위 타겟(35)에 대향한다. 갭 센서(83b)는, 센싱 라인(L23)(측위 라인)을 따라 제5 측위 타겟(35)까지의 거리를 검출한다.

위치·자세 검출부(80)는, 갭 센서(83c, 83d, 83e)를 더 포함하고 있어도 좋다. 갭 센서(83c, 83d)는, 하방으로부터 부상 유닛(10)에 대향하도록 마련되어 있어도 좋다.

예컨대, 갭 센서(83c)는, 보텀 플레이트(51) 중, 단가장자리(51c)와 제3 액츄에이터(73) 사이의 부분의 상면에 고정되어 있고, 반송 라인(TL)에 직교하는 연직인 센싱 라인(L24)(제2 센싱 라인)을 따라, 하방으로부터 제3 측위 타겟(33)에 대향한다. 갭 센서(83c)는, 센싱 라인(L24)(측위 라인)을 따라 제3 측위 타겟(33)까지의 거리를 검출한다.

갭 센서(83d)는, 보텀 플레이트(51) 중, 단가장자리(51d)와 제3 액츄에이터(73) 사이의 부분의 상면에 고정되어 있고, 반송 라인(TL)에 직교하는 연직인 센싱 라인(L25)(제2 센싱 라인)을 따라, 하측에서 제4 측위 타겟(34)에 대향한다. 갭 센서(83d)는, 센싱 라인(L25)(측위 라인)을 따라 제4 측위 타겟(34)까지의 거리를 검출한다.

갭 센서(83e)는, 리니어 반송 장치(2)에 대하여 로봇(3)이 배치되는 방향의 반대 방향으로부터 부상 유닛(10)에 대향하도록 마련되어 있어도 좋다. 예컨대 갭 센서(83e)는, 사이드 플레이트(52) 중, 단가장자리(52b)와 제2 액츄에이터(72) 사이의 부분의 내면에 고정되어 있고, 반송 라인(TL)에 직교하는 수평인 센싱 라인(L26)(제3 센싱 라인)을 따라 제6 측위 타겟(36)에 대향한다. 갭 센서(83e)는, 센싱 라인(L26)(측위 라인)을 따라 제6 측위 타겟(36)까지의 거리를 검출한다.

일례로서, 갭 센서(83a, 83b, 83c, 83d, 83e)는, 와전류식 센서이다. 와전류식 센서는, 고주파로 자속을 발생하는 코일을 포함하고, 측위 타겟의 도전 부재에 생기는 와전류에 따른 코일의 임피던스 변화에 기초하여, 측위 타겟까지의 거리를 검출한다.

케이스(90)는, 이동 베이스(50)와, 베이스 구동부(60)와, 비접촉력 발생부(70)와, 위치·자세 검출부(80)를 수용하고, 이동 베이스(50)가 이동하는 내부 공간(94)(제1 공간)과, 부상 유닛(10)이 이동하는 외부 공간(95)(제2 공간)을 나눈다. 내부 공간(94)에 있어서는, 리니어 가이드(62, 63) 등에 의한 발진이 생길 수 있지만, 발생한 분진이 케이스(90)에 의해 내부 공간(94) 내에 머무르기 때문에, 외부 공간(95)은 청정하게 유지된다.

케이스(90)는, 강화 플라스틱 등의 비자성 재료에 의해 구성된 구획벽(91)을 포함한다. 구획벽(91)은, 부상 유닛(10)과 이동 베이스(50) 사이에 있어서, 내부 공간(94)과 외부 공간(95)을 구획한다. 구획벽(91)은, 제1 격벽(92)과 제2 격벽(93)을 포함하여도 좋다.

제1 격벽(92)은, 제1 액츄에이터(71) 및 제3 액츄에이터(73)와, 부상 유닛(10) 사이를 구획한다. 제1 액츄에이터(71)는, 제1 격벽(92)을 통해 제1 가동자(21)에 제1 비접촉력(F01) 및 제1 교차 비접촉력(F11)을 작용시킨다. 제3 액츄에이터(73)는, 제1 격벽(92)을 통해 제3 가동자(23)에 제3 비접촉력(F03) 및 제3 교차 비접촉력(F13)을 작용시킨다.

제1 격벽(92)은, 리니어 센서(82), 갭 센서(83a, 83c, 83d)와 부상 유닛(10) 사이도 구획한다. 리니어 센서(82)는 제1 격벽(92)을 통해 제1 측위 타겟(31)의 변위를 검출하고, 갭 센서(83a)는 제1 격벽(92)을 통해 제2 측위 타겟(32)까지의 거리를 검출하고, 갭 센서(83c)는 제1 격벽(92)을 통해 제3 측위 타겟(33)까지의 거리를 검출하고, 갭 센서(83d)는 제1 격벽(92)을 통해 제4 측위 타겟(34)까지의 거리를 검출한다.

제2 격벽(93)은, 제1 격벽(92)에 대하여 기립하여 제2 액츄에이터(72)와 부상 유닛(10) 사이를 구획한다. 제2 액츄에이터(72)는, 제2 격벽(93)을 통해 제2 가동자(22)에 제2 비접촉력(F02) 및 제2 교차 비접촉력(F12)을 작용시킨다. 제2 격벽(93)은, 갭 센서(83b, 83e)와, 부상 유닛(10) 사이도 구획한다. 갭 센서(83b)는 제2 격벽(93)을 통해 제5 측위 타겟(35)까지의 거리를 검출하고, 갭 센서(83e)는 제2 격벽(93)을 통해 제6 측위 타겟(36)까지의 거리를 검출한다.

도 6은 비접촉력 및 측위 라인을 합친 모식도이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 구동 유닛(40)은, 서로 독립된 6개의 제1 비접촉력(F01), 제2 비접촉력(F02), 제3 비접촉력(F03), 제1 교차 비접촉력(F11), 제2 교차 비접촉력(F12) 및 제3 교차 비접촉력(F13)을 부상 유닛(10)에 작용시킨다. 이에 의해, 반송 라인(TL)을 따른 도면 중의 X축에 있어서의 부상 유닛(10)의 상대 위치(이동 베이스(50)에 대한 상대 위치), 연직인 Z축에 있어서의 부상 유닛(10)의 상대 위치, X축 및 Z축에 수직인 Y축에 있어서의 부상 유닛(10)의 상대 위치, X축 둘레의 부상 유닛(10)의 상대 자세(이동 베이스(50)에 대한 상대 자세), Y축 둘레의 부상 유닛(10)의 상대 자세, 및 Z축 둘레의 부상 유닛(10)의 상대 자세의 전부를 변경하는 것이 가능하다.

예컨대, 제1 비접촉력(F01), 제2 비접촉력(F02) 및 제3 비접촉력(F03)의 합계를 변경함으로써, X축에 있어서의 부상 유닛(10)의 상대 위치를 변경할 수 있다. 제1 교차 비접촉력(F11) 및 제3 교차 비접촉력(F13)의 합계를 변경함으로써, Z축에 있어서의 부상 유닛(10)의 상대 위치를 변경할 수 있다. 제1 교차 비접촉력(F11), 제2 교차 비접촉력(F12) 및 제3 교차 비접촉력(F13)을 변경함으로써, Y축에 있어서의 부상 유닛(10)의 상대 위치를 변경할 수 있다.

제1 교차 비접촉력(F11)과 제3 교차 비접촉력(F13)의 관계를 변경함으로써, X축 둘레의 부상 유닛(10)의 상대 자세를 변경할 수 있다. 제1 비접촉력(F01)과, 제2 비접촉력(F02)과, 제3 비접촉력(F03)의 관계를 변경함으로써, Y축 둘레의 부상 유닛(10)의 상대 자세를 변경할 수 있다. 제1 비접촉력(F01)과, 제3 비접촉력(F03)의 관계를 변경함으로써, Z축 둘레의 부상 유닛(10)의 상대 자세를 변경할 수 있다.

또한, 구동 유닛(40)은, 서로 독립된 6개의 측위 라인을 따른 부상 유닛(10)의 상대 변위(이동 베이스(50)에 대하는 상대 변위)를 검출한다. 이에 의해, X축에 있어서의 부상 유닛(10)의 상대 변위, Z축에 있어서의 부상 유닛(10)의 상대 변위, Y축에 있어서의 부상 유닛(10)의 상대 변위, X축 둘레의 부상 유닛(10)의 상대 회전, Y축 둘레의 부상 유닛(10)의 상대 회전, 및 Z축 둘레의 부상 유닛(10)의 상대 회전의 전부를 검출하는 것이 가능하다.

예컨대, 배열 라인(L01)(측위 라인)을 따른 상대 변위에 기초하여, X축에 있어서의 상대 변위를 검출할 수 있다. 센싱 라인(L22, L24, L25)(측위 라인)을 따른 상대 변위에 기초하여, Z축에 있어서의 상대 변위를 검출할 수 있다. 센싱 라인(L23, L26)을 따른 상대 변위에 기초하여, Y축에 있어서의 상대 변위를 검출할 수 있다.

센싱 라인(L22)을 따른 상대 변위와, 센싱 라인(L24)을 따른 상대 변위와, 센싱 라인(L25)을 따른 상대 변위의 관계에 기초하여, X축 둘레의 상대 자세 및 Y축 둘레의 상대 자세를 검출할 수 있다. 센싱 라인(L23)을 따른 상대 변위와, 센싱 라인(L26)을 따른 상대 변위의 관계에 기초하여, Z축 둘레의 상대 자세를 검출할 수 있다.

서로 독립된 6개의 비접촉력을 발생시키기 위한 구동 유닛(40)의 구성은, 이상에 예시한 구성에 한정되지 않는다. 서로 독립된 6개의 비접촉력을 발생시키기 위한 구성은 무수히 생각할 수 있다.

일례로서 도 7은 전술한 구성에 있어서, 사이드 프레임(12)에 마련된 제2 가동자(22) 및 사이드 플레이트(52)에 마련된 제2 액츄에이터(72)를, 보텀 프레임(11)에 마련된 제2 가동자(22A) 및 보텀 플레이트(51)에 마련된 제2 액츄에이터(72A)로 치환한 구성을 나타내고 있다.

제2 가동자(22A)는, 보텀 프레임(11) 중, 단가장자리(11c) 근처의 부분의 하면에 고정되어 있다.

제2 액츄에이터(72A)는, 보텀 플레이트(51) 중, 단가장자리(51c) 근처의 부분의 상면에 고정되어 있고, 제2 가동자(22A)의 하방에 위치한다. 제2 액츄에이터(72A)는, Y축을 따른 제2 비접촉력(F22)을 부상 유닛(10)의 제2 가동자(22A)에 작용시킨다. 또한, 제2 액츄에이터(72A)는, Z축을 따른 제2 교차 비접촉력(F32)을 부상 유닛(10)의 제2 가동자(22A)에 작용시킨다.

이 구성에 의해서도, X축에 있어서의 부상 유닛(10)의 상대 위치, Z축에 있어서의 부상 유닛(10)의 상대 위치, Y축에 있어서의 부상 유닛(10)의 상대 위치, X축 둘레의 부상 유닛(10)의 상대 자세, Y축 둘레의 부상 유닛(10)의 상대 자세, 및 Z축 둘레의 부상 유닛(10)의 상대 자세의 전부를 변경하는 것이 가능하다.

서로 독립된 6개의 측위 라인에 있어서의 부상 유닛(10)의 상대 변위를 검출하기 위한 구동 유닛(40)의 구성도, 이상에 예시한 구성에 한정되지 않는다. 서로 독립된 6개의 측위 라인에 있어서의 부상 유닛(10)의 상대 변위를 검출하기 위한 구성은 무수히 생각할 수 있다.

일례로서, 도 7은 전술한 구성에 있어서, 사이드 프레임(12)에 마련된 제3 측위 타겟(33) 및 제6 측위 타겟(36)과, 사이드 플레이트(52)에 마련된 갭 센서(83b, 83e)를, 보텀 프레임(11)에 마련된 제3 측위 타겟(33A) 및 제6 측위 타겟(36A)과, 보텀 플레이트(51)에 마련된 리니어 센서(84a, 84b)로 치환한 구성을 나타내고 있다.

제3 측위 타겟(33A)은, 보텀 프레임(11) 중, 단가장자리(11c)와 제2 가동자(22A) 사이의 부분의 하면에 고정되어 있다. 제6 측위 타겟(36A)은, 보텀 프레임(11) 중, 단가장자리(11d)와, 제1 가동자(21) 및 제3 가동자(23) 사이의 부분의 하면에 고정되어 있다.

리니어 센서(84a)는, 보텀 플레이트(51) 중, 단가장자리(51c)와 제2 액츄에이터(72A) 사이의 부분의 상면에 고정되어 있다. 리니어 센서(84b)는, 보텀 플레이트(51) 중, 단가장자리(51d)와, 제1 액츄에이터(71) 및 제2 액츄에이터(72) 사이의 부분의 상면에 고정되어 있다. 리니어 센서(84a)는, 반송 라인(TL) 및 연직라인에 수직인 측위 라인에 있어서의 제3 측위 타겟(33A)의 상대 변위를 검출한다. 리니어 센서(84b)는, 반송 라인(TL) 및 연직 라인에 수직인 측위 라인에 있어서의 제6 측위 타겟(36A)의 상대 변위를 검출한다.

이 구성에 의해서도, X축에 있어서의 부상 유닛(10)의 상대 변위, Z축에 있어서의 부상 유닛(10)의 상대 변위, Y축에 있어서의 부상 유닛(10)의 상대 변위, X축 둘레의 부상 유닛(10)의 상대 회전, Y축 둘레의 부상 유닛(10)의 상대 회전, 및 Z축 둘레의 부상 유닛(10)의 상대 회전의 전부를 검출하는 것이 가능하다. 또한, 도 7의 구성에 있어서는, 사이드 프레임(12) 및 사이드 플레이트(52)를 생략 가능하다. 또한, 사이드 프레임(12)과 사이드 플레이트(52) 사이에 위치하는 제2 격벽(93)도 생략 가능하다.

컨트롤러(100)(힘 제어부)는, 이동 베이스(50)에 대한 부상 유닛(10)의 상대 위치에 기초하여, 비접촉력 발생부(70)가 발생시키는 비접촉력을 제어한다. 예컨대 컨트롤러(100)는, 적어도 리니어 센서(82)에 의한 검출 결과에 기초하여, 비접촉력 발생부(70)가 발생시키는 비접촉력을 제어한다.

컨트롤러(100)는, 적어도 리니어 센서(82)에 의한 검출 결과와, 갭 센서(83a)에 의한 검출 결과에 기초하여, 비접촉력 발생부(70)가 발생시키는 비접촉력을 제어하여도 좋다. 일례로서, 컨트롤러(100)는, 리니어 센서(82)에 의한 검출 결과와, 갭 센서(83a, 83b, 83c, 83d, 83e)에 의한 검출 결과에 기초하여, 비접촉력 발생부(70)가 발생시키는 비접촉력을 제어하여도 좋다.

도 8은 컨트롤러(100)에 의한 힘 제어 순서를 예시하는 흐름도이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(100)는, 단계 S01, S02, S03을 실행한다. 단계 S01은, 위치·자세 검출부(80)에 의한 검출 결과를 취득하는 것을 포함한다. 단계 S02는, 위치·자세 검출부(80)에 의한 검출 결과를, 이동 베이스(50)에 대한 부상 유닛(10)의 목표 상대 위치 및 목표 상대 자세에 근접시키도록, 6개의 비접촉력의 목표값을 생성하는 것을 포함한다. 단계 S03은, 6개의 비접촉력을, 목표값에 각각 맞추도록, 제1 액츄에이터(71), 제2 액츄에이터(72) 및 제3 액츄에이터(73)를 제어하는 것을 포함한다. 컨트롤러(100)는 이상의 순서를 미리 정해진 제어 주기로 반복한다.

도 9는 컨트롤러(100)의 하드웨어 구성을 예시하는 도면이다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(100)는, 하나 또는 복수의 프로세서(191)와, 메모리(192)와, 스토리지(193)와, 입출력 회로(194)와, 드라이버 회로(195)를 갖는다. 스토리지(193)는, 예컨대 불휘발성의 반도체 메모리 등, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체를 갖는다. 스토리지(193)는, 리니어 반송 장치(2) 및 로봇(3)의 제어 프로그램을 기억한다. 이 제어 프로그램은, 위치·자세 검출부(80)에 의한 검출 결과에 기초하여, 3개 이상의 비접촉력을 비접촉력 발생부(70)로 변경시키는 것을 컨트롤러(100)에 실행시키는 프로그램을 포함한다.

메모리(192)는, 스토리지(193)의 기억 매체로부터 로드한 프로그램 및 프로세서(191)에 의한 연산 결과를 일시적으로 기억한다. 프로세서(191)는, 메모리(192)와 협동하여 상기 프로그램을 실행한다. 입출력 회로(194)는, 프로세서(191)로부터의 지령에 따라, 리니어 센서(82) 및 갭 센서(83a, 83b, 83c, 83d, 83e)와의 사이에서 전기 신호의 입출력을 행한다. 드라이버 회로(195)는, 프로세서(191)로부터의 지령에 따라, 제1 액츄에이터(71), 제2 액츄에이터(72) 및 제3 액츄에이터(73)에 구동 전력을 출력한다.

〔본 실시형태의 효과〕

이상에 설명한 바와 같이, 기판 반송 시스템(1)은, 반송 라인(TL)을 따라 기판(W)을 반송하는 리니어 반송 장치(2)와, 리니어 반송 장치(2)로부터 기판(W)을 수취하여 처리 유닛(PU)에 반입하고, 처리 유닛(PU)으로부터 기판(W)을 반출하여 리니어 반송 장치(2)에 전달하는 로봇을 구비하고, 리니어 반송 장치(2)는, 반송 라인(TL)을 따라 이동하는 이동 베이스(50)(제1 이동체)와, 기판(W)을 지지하는 부상 유닛(10)(제2 이동체)과, 이동 베이스(50)에 대하여 부상 유닛(10)을 부상시키면서, 이동 베이스(50)의 이동에 부상 유닛(10)을 추종시키도록, 이동 베이스(50)로부터 부상 유닛(10)에 비접촉력을 작용시키는 비접촉력 발생부(70)를 구비한다.

발진을 억제하기 위해서는, 이동체를 부상시키면서, 부상한 이동체를 비접촉으로 이동시키는 반송 장치가 유효하다. 그러나, 부상한 이동체의 위치·자세는 변동하기 쉽기 때문에, 반송 정밀도와 발진 억제의 양립이 곤란해질 가능성이 있다. 예컨대, 이동체에 작용시키는 비접촉력이, 이동체의 위치에 따라 변동하고, 이에 기인하여 반송 정밀도가 저하할 가능성이 있다.

이에 대하여, 본 기판 반송 시스템(1)에서는, 반송 라인(TL)을 따라 이동하는 이동 베이스(50)와, 이동 베이스(50)에 추종하여 이동하는 부상 유닛(10) 사이에 비접촉력을 발생시킨다. 이동 베이스(50)에 대한 부상 유닛(10)의 상대적인 변위량은, 반송 경로에 있어서의 이동 베이스(50)의 이동량에 대하여 미소 범위에 머무른다. 이 때문에, 이동 베이스(50)에 대한 부상 유닛(10)의 상대 위치에 따른 비접촉력의 변동은, 실질적으로 무시할 수 있다. 따라서, 이동 베이스(50)에 대하여 부상 유닛(10)을 부상시키면서도, 이동 베이스(50)에 대한 부상 유닛(10)의 상대 위치의 정밀도를 높게 유지하기 쉽다.

부상 유닛(10)이 이동 베이스(50)에 대하여 부상하고 있기 때문에, 부상 유닛(10)이 이동하는 공간과, 이동 베이스(50)가 이동하는 공간을 구획할 수 있다. 이동 베이스(50)가 이동하는 공간에 있어서는, 발진 억제보다 위치 정밀도를 우선하여, 이동 베이스(50)의 위치 정밀도를 높일 수 있다. 따라서, 반송 정밀도와, 발진 억제의 양립에 유효하다.

리니어 반송 장치는, 이동 베이스(50)가 이동하는 내부 공간(94)(제1 공간)과, 부상 유닛(10)이 이동하는 외부 공간(95)(제2 공간)을 구획하는 구획벽(91)을 갖고 있어도 좋다. 이 경우, 이동 베이스(50)에 대하여 부상 유닛(10)을 부상시키는 구성이, 발진 억제에 대하여 보다 유효해진다.

비접촉력 발생부(70)는, 반송 라인(TL)에 교차하는 교차 라인(L11)(제1 교차 라인)을 따라 부상 유닛(10)에 대향하며, 부상 유닛(10)에 비접촉력을 작용시키는 제1 액츄에이터(71)와, 반송 라인(TL) 및 교차 라인(L11)에 교차하는 교차 라인(L12)(제2 교차 라인)을 따라 부상 유닛(10)에 대향하며, 부상 유닛(10)에 비접촉력을 작용시키는 제2 액츄에이터(72)를 갖고 있어도 좋다. 이 경우, 서로 다른 방향으로부터, 제1 액츄에이터(71) 및 제2 액츄에이터(72)를 대향시킴으로써, 액츄에이터의 배치 스페이스를 확보하기 쉽다.

제1 액츄에이터(71)는, 반송 라인(TL)에 평행한 제1 비접촉력(F01)을 부상 유닛(10)에 작용시키고, 제2 액츄에이터(72)는, 반송 라인(TL)에 평행한 제2 비접촉력(F02)을 부상 유닛(10)에 작용시켜도 좋다. 이 경우, 반송 라인(TL)에 평행한 비접촉력을 더블로 부여하기 때문에, 반송 라인(TL)을 따른 부상 유닛(10)의 위치 결정 정밀도를 향상시킬 수 있다.

제1 액츄에이터(71)는, 교차 라인(L11)을 따른 제1 교차 비접촉력(F11)을 부상 유닛(10)에 더 작용시키고, 제2 액츄에이터(72)는, 교차 라인(L12)을 따른 제2 교차 비접촉력(F12)을 부상 유닛(10)에 더 작용시켜도 좋다. 이 경우, 제1 액츄에이터(71) 및 제2 액츄에이터(72)를 부상에도 병용하기 때문에, 구조의 간소화를 도모할 수 있다.

제1 액츄에이터(71) 및 제2 액츄에이터(72)는, 반송 라인(TL)을 따라 부상 유닛(10)을 변위시키는 리니어 모터여도 좋다. 이 경우, 위치 결정 정밀도의 추가적인 향상을 도모할 수 있다.

기판 반송 시스템(1)은, 교차 라인(L12)과 교차하고 교차 라인(L11)에 평행한 교차 라인(L13)(제3 교차 라인)을 따라 부상 유닛(10)에 대향하며, 부상 유닛(10)에 비접촉력을 작용시키는 제3 액츄에이터(73)를 더 갖고 있어도 좋다. 이 경우, 위치 결정 정밀도의 추가적인 향상을 도모할 수 있다.

제3 액츄에이터(73)는, 반송 라인(TL)에 평행한 제3 비접촉력(F03)을 부상 유닛(10)에 작용시켜도 좋다. 이 경우, 반송 라인(TL)을 따른 부상 유닛(10)의 위치 결정 정밀도의 추가적인 향상을 도모할 수 있다.

제3 액츄에이터(73)는, 교차 라인(L13)(제3 교차 라인)을 따른 제3 교차 비접촉력(F13)을 부상 유닛(10)에 더 작용시켜도 좋다. 이 경우, 제3 액츄에이터(73)도 부상에 병용하기 때문에, 구조의 간소화를 도모할 수 있다.

제1 액츄에이터(71) 및 제3 액츄에이터(73)는, 하방으로부터 부상 유닛(10)에 대향하고, 제2 액츄에이터(72)는, 리니어 반송 장치(2)에 대하여 로봇(3)이 배치되는 방향의 반대 방향으로부터 부상 유닛(10)에 대향하여도 좋다. 이 경우, 부상 유닛(10)의 자세 조정에 중력도 유효 활용할 수 있다.

비접촉력 발생부(70)는, 서로 독립된 6개의 비접촉력을 이동 베이스(50)와 부상 유닛(10) 사이에 발생시켜도 좋다. 이 경우, 이동 베이스(50)에 대한 부상 유닛(10)의 상대 위치의 안정성을 향상시킬 수 있다.

기판 반송 시스템(1)은, 이동 베이스(50)에 대한 부상 유닛(10)의 상대 위치에 기초하여, 비접촉력 발생부(70)가 발생시키는 비접촉력을 제어하는 컨트롤러(100)(힘 제어부)를 더 갖고 있어도 좋다. 이 경우, 상대 위치에 기초하여 비접촉력을 제어함으로써, 로봇(3)과의 사이에서 기판의 전달을 보다 정확하게 행할 수 있다.

기판 반송 시스템(1)은, 반송 라인(TL)에 교차하는 센싱 라인(L21)을 따라 부상 유닛(10)에 대향하며, 이동 베이스(50)에 대한 부상 유닛(10)의 반송 라인(TL)을 따른 상대 변위를 검출하는 리니어 센서(82)를 더 구비하고, 컨트롤러(100)는, 적어도 리니어 센서(82)에 의한 검출 결과에 기초하여, 비접촉력 발생부(70)가 발생시키는 비접촉력을 제어하여도 좋다. 이 경우, 반송 라인(TL)을 따른 부상 유닛(10)의 이동을 방해하는 일없이, 반송 라인(TL)을 따른 부상 유닛(10)의 상대 변위를 정확하게 검출할 수 있다.

기판 반송 시스템(1)은, 반송 라인(TL)에 교차하는 센싱 라인(L22, L24, L25)(제2 센싱 라인)을 따라 부상 유닛(10)에 대향하며, 이동 베이스(50)로부터 부상 유닛(10)까지의 거리를 검출하는 갭 센서(83a, 83c, 83d)를 더 구비하고, 컨트롤러(100)는, 적어도 리니어 센서(82)에 의한 검출 결과와, 갭 센서(83a, 83c, 83d)에 의한 검출 결과에 기초하여, 비접촉력 발생부(70)가 발생시키는 비접촉력을 제어하여도 좋다. 이 경우, 반송 라인(TL)에 교차하는 방향의 변위에는 갭 센서(83a, 83c, 83d)를 이용함으로써, 장치 구성의 간소화를 도모할 수 있다.

기판 반송 시스템(1)은, 반송 라인(TL) 및 센싱 라인(L22, L24, L25)에 교차하는 센싱 라인(L23, L26)(제3 센싱 라인)을 따라 부상 유닛(10)에 대향하며, 이동 베이스(50)로부터 부상 유닛(10)까지의 거리를 검출하는 갭 센서(83b, 83e)(제2 갭 센서)를 더 구비하고 있어도 좋다. 이 경우, 서로 교차하는 2 방향의 상대 변위의 각각에 갭 센서(83a, 83b, 83c, 83d, 83e)를 이용함으로써, 장치 구성의 추가적인 간소화를 도모할 수 있다.

이상, 실시형태에 대해서 설명하였지만, 본 개시는 반드시 전술한 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경이 가능하다.

1: 기판 반송 시스템 2: 리니어 반송 장치(기판 반송 장치)
3: 로봇 10: 부상 유닛(제2 이동체)
L21: 센싱 라인 50: 이동 베이스(제1 이동체)
70: 비접촉력 발생부 71: 제1 액츄에이터
72: 제2 액츄에이터 73: 제3 액츄에이터
82: 리니어 센서 83a, 83c, 83d: 갭 센서
83b, 83e: 갭 센서(제2 갭 센서) 91: 구획벽
94: 내부 공간(제1 공간) 95: 외부 공간(제2 공간)
100: 컨트롤러(힘 제어부) F01: 제1 비접촉력
F02: 제2 비접촉력 F03: 제3 비접촉력
F11: 제1 교차 비접촉력 F12: 제2 교차 비접촉력
F13: 제3 교차 비접촉력 L11: 교차 라인(제1 교차 라인)
L12: 교차 라인(제2 교차 라인) L13: 교차 라인(제3 교차 라인)
L22, L24, L25: 센싱 라인(제2 센싱 라인)
L23, L26: 센싱 라인(제3 센싱 라인)
PU: 처리 유닛 TL: 반송 라인
W: 기판

Claims

기판 반송 시스템으로서,
반송 라인을 따라 기판을 반송하는 리니어 반송 장치와,
상기 리니어 반송 장치로부터 기판을 수취하여 처리 유닛에 반입하고, 상기 처리 유닛으로부터 상기 기판을 반출하여 상기 리니어 반송 장치에 전달하는 로봇을 포함하고,
상기 리니어 반송 장치는,
상기 반송 라인을 따라 이동하는 제1 이동체와,
상기 기판을 지지하는 제2 이동체와,
상기 제1 이동체에 대하여 상기 제2 이동체를 부상시키면서, 상기 제1 이동체의 이동에 상기 제2 이동체를 추종시키도록, 상기 제1 이동체로부터 상기 제2 이동체에 비접촉력을 작용시키는 비접촉력 발생부를 포함하는 것인, 기판 반송 시스템.
제1항에 있어서, 상기 리니어 반송 장치는,
상기 제1 이동체가 이동하는 제1 공간과, 상기 제2 이동체가 이동하는 제2 공간을 구획하는 구획벽을 갖는 것인, 기판 반송 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 비접촉력 발생부는,
상기 반송 라인에 교차하는 제1 교차 라인을 따라 상기 제2 이동체에 대향하며, 상기 제2 이동체에 비접촉력을 작용시키는 제1 액츄에이터와,
상기 반송 라인 및 상기 제1 교차 라인에 교차하는 제2 교차 라인을 따라 상기 제2 이동체에 대향하며, 상기 제2 이동체에 비접촉력을 작용시키는 제2 액츄에이터를 갖는 것인, 기판 반송 시스템.
제3항에 있어서, 상기 제1 액츄에이터는, 상기 반송 라인에 평행한 제1 비접촉력을 상기 제2 이동체에 작용시키고,
상기 제2 액츄에이터는, 상기 반송 라인에 평행한 제2 비접촉력을 상기 제2 이동체에 작용시키는 것인, 기판 반송 시스템.
제4항에 있어서, 상기 제1 액츄에이터는, 상기 제1 교차 라인을 따른 제1 교차 비접촉력을 상기 제2 이동체에 더 작용시키고,
상기 제2 액츄에이터는, 상기 제2 교차 라인을 따른 제2 교차 비접촉력을 상기 제2 이동체에 더 작용시키는 것인, 기판 반송 시스템.
제5항에 있어서, 상기 제1 액츄에이터 및 상기 제2 액츄에이터는, 상기 반송 라인을 따라 상기 제2 이동체를 변위시키는 리니어 모터인 것인, 기판 반송 시스템.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 제2 교차 라인과 교차하고 상기 제1 교차 라인에 평행한 제3 교차 라인을 따라 상기 제2 이동체에 대향하며, 상기 제2 이동체에 비접촉력을 작용시키는 제3 액츄에이터를 더 갖는, 기판 반송 시스템.
제7항에 있어서, 상기 제3 액츄에이터는, 상기 반송 라인에 평행한 제3 비접촉력을 상기 제2 이동체에 작용시키는 것인, 기판 반송 시스템.
제8항에 있어서, 상기 제3 액츄에이터는, 상기 제3 교차 라인을 따른 제3 교차 비접촉력을 상기 제2 이동체에 더 작용시키는 것인, 기판 반송 시스템.
제9항에 있어서, 상기 제1 액츄에이터 및 상기 제3 액츄에이터는, 하방으로부터 상기 제2 이동체에 대향하고,
상기 제2 액츄에이터는, 상기 리니어 반송 장치에 대하여 상기 로봇이 배치되는 방향의 반대 방향으로부터 상기 제2 이동체에 대향하는 것인, 기판 반송 시스템.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비접촉력 발생부는, 서로 독립된 6개의 비접촉력을 상기 제1 이동체와 상기 제2 이동체 사이에 발생시키는 것인, 기판 반송 시스템.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 이동체에 대한 상기 제2 이동체의 상대 위치에 기초하여, 상기 비접촉력 발생부가 발생시키는 비접촉력을 제어하는 힘 제어부를 더 갖는, 기판 반송 시스템.
제12항에 있어서, 상기 반송 라인에 교차하는 센싱 라인을 따라 상기 제2 이동체에 대향하며, 상기 제1 이동체에 대한 상기 제2 이동체의 상기 반송 라인을 따른 상대 변위를 검출하는 리니어 센서를 더 포함하고,
상기 힘 제어부는, 적어도 상기 리니어 센서에 의한 검출 결과에 기초하여, 상기 비접촉력 발생부가 발생시키는 비접촉력을 제어하는 것인, 기판 반송 시스템.
제13항에 있어서, 상기 반송 라인에 교차하는 제2 센싱 라인을 따라 상기 제2 이동체에 대향하며, 상기 제1 이동체로부터 상기 제2 이동체까지의 거리를 검출하는 갭 센서를 더 포함하고,
상기 힘 제어부는, 적어도 상기 리니어 센서에 의한 검출 결과와, 상기 갭 센서에 의한 검출 결과에 기초하여, 상기 비접촉력 발생부가 발생시키는 비접촉력을 제어하는 것인, 기판 반송 시스템.
제14항에 있어서, 상기 반송 라인 및 상기 제2 센싱 라인에 교차하는 제3 센싱 라인을 따라 상기 제2 이동체에 대향하며, 상기 제1 이동체로부터 상기 제2 이동체까지의 거리를 검출하는 제2 갭 센서를 더 포함하는, 기판 반송 시스템.
기판 반송 장치로서,
반송 라인을 따라 이동하는 제1 이동체와,
기판을 지지하는 제2 이동체와,
상기 제1 이동체에 대하여 상기 제2 이동체를 부상시키면서, 상기 제1 이동체의 이동에 상기 제2 이동체를 추종시키도록, 상기 제1 이동체와 상기 제2 이동체 사이에 비접촉력을 발생시키는 비접촉력 발생부를 포함하고,
상기 비접촉력 발생부는,
상기 반송 라인에 교차하는 제1 교차 라인을 따라 상기 제2 이동체에 대향하며, 상기 제2 이동체에 비접촉력을 작용시키는 제1 액츄에이터와,
상기 반송 라인 및 상기 제1 교차 라인에 교차하는 제2 교차 라인을 따라 상기 제2 이동체에 대향하며, 상기 제2 이동체에 비접촉력을 작용시키는 제2 액츄에이터를 갖고,
상기 제1 액츄에이터는, 상기 반송 라인에 평행한 제1 비접촉력을 상기 제2 이동체에 작용시키고,
상기 제2 액츄에이터는, 상기 반송 라인에 평행한 제2 비접촉력을 상기 제2 이동체에 작용시키는 것인, 기판 반송 장치.