JP2006026819A - Transfer robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動及び処理を行う際に高清浄な環境を必要とする基板等の搬送ロボットに関するものである。 本発明は、移動及び処理を行う際に高い清浄環境を必要とする物品のいずれにも適用可能である。特に半導体ウエハや、LCDなどの電子部品である基板(以下、基板と称する。)をあげて説明するが、これは例示のためであり、本発明を限定するものではない。 The present invention relates to a transfer robot for a substrate or the like that requires a highly clean environment when moving and processing. The present invention is applicable to any article that requires a high clean environment when moving and processing. In particular, a semiconductor wafer or a substrate (hereinafter referred to as a substrate) which is an electronic component such as an LCD will be described. However, this is for illustrative purposes and does not limit the present invention.
一般に半導体やLCD等の基板の製造は高清浄な環境いわゆるクリーンルームで行われる。このクリーンルーム内に備えられる基板の製造装置は、多種多様の処理を行うために1つの処理装置に複数の処理室を有する場合がある。このような処理装置では、製品の歩留まり(良品率)を高くするため、各種処理を行う処理室内を気密可能に閉鎖することでその内部をさらに高清浄に保ち、加工処理を行っている。さらに各処理室は移載室に連結され、移載室自身も気密に閉鎖可能である。また、移載室に搬送ロボットを備えることで、製造装置内に基板を搬出入するために気圧調整・清浄度保持等をするためのロードロック室から各処理室へ基板の移動を行うことができる。 In general, substrates such as semiconductors and LCDs are manufactured in a highly clean environment, that is, a clean room. The substrate manufacturing apparatus provided in the clean room may have a plurality of processing chambers in one processing apparatus in order to perform various processes. In such a processing apparatus, in order to increase the product yield (non-defective product rate), the processing chamber in which various processes are performed is hermetically closed so that the inside thereof is further cleaned and processing is performed. Further, each processing chamber is connected to the transfer chamber, and the transfer chamber itself can be hermetically closed. Also, by providing a transfer robot in the transfer chamber, it is possible to move the substrate from the load lock chamber for adjusting the atmospheric pressure and maintaining the cleanliness to carry the substrate in and out of the manufacturing apparatus to each processing chamber. it can.
図8は、特許文献1の図1に示す(いわゆるフロッグレッグ式)のリンク機構を有する搬送ロボットである。この搬送ロボットは、鉛直方向に回動軸を有する駆動源を先端アーム20の進退方向と直角をなす方向に2つ並んで備える。この駆動源10の作動により、駆動源10上部に固設した駆動アーム2の一端を回動すると共に、この駆動アーム2他端には円弧部12,13を介して備える受動アーム3(従動アーム)が連動して、2つの受動アーム3(従動アーム)の先端に共有する先端アーム20を進退運動によりウエハ等を搬送するものである。
FIG. 8 shows a transfer robot having a link mechanism (so-called frog-leg type) shown in FIG. This transport robot includes two drive sources having a rotation axis in the vertical direction, arranged in a direction perpendicular to the advance / retreat direction of the tip arm 20. By the operation of the
また、この搬送ロボットの駆動アーム2と受動アーム3とは同じ高さ上にあり、搬送ロボットの全体高さを増すことなく搬送ストロークを得ることを特徴とした搬送ロボットである。
Further, the
図9は特許文献1の図2に記載された前述の駆動アーム2と受動アーム3とを回動可能に連結する円弧部12、13を示す。この円弧部12、13の間に十字掛け状にスチールベルトを取り付けることで、駆動アームと受動アームが連動して互いに逆方向に回動するものである。また、このロボットでは先端アーム20にも円弧部を備えることで、先端アームに対して一方の受動アームが回動すれば、その回転角度だけ他方受動アームも逆方向に回動する。
FIG. 9 shows
図10は、特許文献2の図4に記載された搬送ロボットを文献中の符号の通り示す。この搬送ロボットには、互いに独立して連動することができる駆動軸3a,3bを同軸状で、かつ、高さが異なるように備えている。この駆動軸3a,3bは互いに逆若しくは同じ方向に回動することで、その側部に固設した第1の腕6が作動することにより、その内部に備えるベルト機構を介して第二の腕8が連動して、半導体ウエハを積載するキャリアを移動することができるものである。
FIG. 10 shows the transfer robot described in FIG. 4 of
前記製造装置では装置内部を高清浄にするため真空状態にすることがある。前述の製造装置の搬送ロボットは駆動源を大気中(処理装置の外側)に備え、ウエハを保持するアーム等は真空中に備える。このため図10に示す搬送ロボットにおいて、大気と真空とを分ける境界部分に耐圧・防塵用磁性シール等を有する軸受けを備える必要がある。この軸受けを複数備えることは、コストが増大し、搬送ロボットも大きくなるという問題がある。 In the manufacturing apparatus, the inside of the apparatus may be in a vacuum state in order to make it highly clean. The transfer robot of the manufacturing apparatus described above includes a drive source in the atmosphere (outside of the processing apparatus), and an arm or the like for holding the wafer is provided in a vacuum. For this reason, in the transfer robot shown in FIG. 10, it is necessary to provide a bearing having a pressure-proof and dust-proof magnetic seal or the like at the boundary between the atmosphere and the vacuum. Providing a plurality of bearings increases the cost and increases the size of the transfer robot.
また、図8で示す特許文献1の搬送ロボット10は、駆動アーム2と受動アーム3とは同じ高さの水平面内で回動するため、駆動アーム2を駆動軸11周りに90°程度しか回動できないため、進退運動する距離が短くなる。この問題を解決するには駆動アーム2と受動アーム3を長くする必要がある。このため、先端アーム上に載置したガラス基板等を含めた搬送ロボットの旋回半径(稼働範囲)が大きくなる。また、この搬送ロボットを備える製造装置の大きさが大きくなるという新たな問題が生じる。
Further, in the
図10の搬送ロボットでは、第2の腕を駆動するためにベルト機構を備える。前述した真空状態にした処理装置内部にゴム製のベルトを使用すると、添加された有機物やその他含有物が空気中に舞って、それがウエハ表面に付着して汚染を引き起こすという問題が生じやすい。また、この搬送ロボットは第1の腕と第2の腕との軸間長さが異なるため、アームの動作制御が困難である。 The transport robot shown in FIG. 10 includes a belt mechanism for driving the second arm. When a rubber belt is used inside the processing apparatus in a vacuum state as described above, there is a problem that the added organic matter and other inclusions move into the air and adhere to the wafer surface to cause contamination. In addition, since the inter-axis lengths of the first arm and the second arm are different in this transfer robot, it is difficult to control the operation of the arm.
本願発明の搬送ロボットは、ベース板上に回動軸を有する第一駆動源と、第一駆動源の回動軸と同芯状に回動軸を有する第二駆動源と、第一駆動源と第二駆動源の側面に突出してそれぞれ備える駆動アームと、各駆動アーム他端に備えて、駆動アームの回動を従動アームに伝達する第一回動伝達手段と、前記従動アーム先端に第二回動伝達手段を介して回動可能に支持するエンドエフェクタとからなり、駆動源の作動によってエンドエフェクタが水平面内を進退運動することができる。 The transfer robot according to the present invention includes a first drive source having a rotation axis on a base plate, a second drive source having a rotation axis concentric with the rotation axis of the first drive source, and a first drive source. And a drive arm provided on each side of the second drive source, a first rotation transmitting means provided at the other end of each drive arm for transmitting the rotation of the drive arm to the driven arm, and a first at the tip of the driven arm. It comprises an end effector that is rotatably supported via a two-rotation transmission means, and the end effector can move back and forth in a horizontal plane by the operation of the drive source.
本願発明の第一回動伝達手段と第二回動伝達手段は筐体を有しており、該筐体内に駆動アームの支軸と従動アームの各支軸の回動方向と逆方向で、且つ、速度比が1となるように動力を伝達する回動伝達機構を備える回動伝達手段である。また、回動伝達機構は、ベルト機構、歯車機構、並びにクランク機構などを備える構成としてもよい。 The first rotation transmission means and the second rotation transmission means of the present invention have a housing, and the rotation direction of the support shaft of the drive arm and the support shaft of the driven arm is opposite to the rotation direction in the housing. And it is a rotation transmission means provided with the rotation transmission mechanism which transmits motive power so that a speed ratio may be set to 1. Further, the rotation transmission mechanism may include a belt mechanism, a gear mechanism, a crank mechanism, and the like.
また、この搬送ロボットでは、駆動アームと従動アームとの軸間距離を異なるものとしてもかまわないが、軸間距離を等しくすることが望ましい。これは駆動源の作動に対応するエンドエフェクタの現在位置の把握が容易となることから、制御方法を簡易にすることができるためである。 In this transfer robot, the distance between the axes of the drive arm and the driven arm may be different, but it is desirable that the distance between the axes be equal. This is because the current position of the end effector corresponding to the operation of the drive source can be easily grasped, and the control method can be simplified.
本願発明の搬送ロボットは、エンドエフェクタの進行・後退方向にそれぞれ基板保持部を備えて進退双方向に移動の際に基板の受け渡しを行うことができる。 The transfer robot according to the present invention includes a substrate holding portion in each of the end effector's advancing and retreating directions, and can transfer the substrate when moving in both advancing and retreating directions.
本発明の搬送ロボットの駆動アームと従動アームは、回動伝達手段にそれぞれ回動可能に支持されている。この回動伝達手段により駆動アームを180°程度回動しても動作死点を有さない(ジャックナイフ現象を起こさない)。このことから、従動アームは駆動アームの回動角度に対応して所定の回動を行うことができる。また、この回動伝達手段をユニットとして駆動アームと従動アームとから独立して備えることで、駆動アームを回動伝達手段の上側若しくは下側領域で180°程度自在に回動することができきる。さらに、エンドエフェクタをその進退運動の進退方向いずれの方向へも備えることで、進退運動の双方向に移動する際にも基板の受け渡しを行うことができる。
また、本願発明の搬送ロボットでは、ベルト機構に代えてリンク機構を備える。これにより処理室内を有機物による汚染を減少させることができる。
さらに、駆動アームと従動アームの軸間距離を等しくすることでこれにより、エンドエフェクタの移動位置算出、速度制御が容易である。
The drive arm and the follower arm of the transfer robot according to the present invention are rotatably supported by the rotation transmitting means. Even if the drive arm is rotated about 180 ° by this rotation transmission means, there is no operation dead point (no jackknife phenomenon occurs). Thus, the driven arm can perform a predetermined rotation corresponding to the rotation angle of the drive arm. Further, by providing this rotation transmission means as a unit independently from the drive arm and the driven arm, the drive arm can be freely rotated about 180 ° in the upper or lower region of the rotation transmission means. . Further, by providing the end effector in any direction of the forward / backward movement, the substrate can be transferred even when moving in both directions of the forward / backward movement.
In addition, the transport robot of the present invention includes a link mechanism instead of the belt mechanism. Thereby, the contamination by the organic matter in the processing chamber can be reduced.
Furthermore, by making the distance between the axes of the drive arm and the driven arm equal, it is easy to calculate the movement position of the end effector and to control the speed.
図1は本願発明の搬送ロボット1aを示す斜視図である。この搬送ロボット1aでは、基板の処理装置内部に搬送ロボット1aを固定するためのベース板2上に鉛直方向の回動軸を有する第一駆動源3aと、この第一駆動源3aと同心状に高さをずらして第二駆動源3bを備える。この第一駆動源3aと第二駆動源3bのそれぞれの側面に、水平面内に突出する棒形状の駆動アーム4a、4bを備える。この搬送ロボット1aでは、駆動部3a、3bの作動により駆動アーム4a、4bが回動して、その先端に備える回動伝達手段5a、5bを介して従動アーム6a、6bが連動して、エンドエフェクタ7上の基板を移動できるリンク機構を備える。
FIG. 1 is a perspective view showing a transfer robot 1a according to the present invention. In this transfer robot 1a, a
図中符号の5a、5bに示す回動伝達手段は、駆動アーム4a、4bと従動アーム6a、6bとを回動可能に連結するとともに、駆動アーム4a、4bと従動アーム6a、6bが逆方向に速度比1で回動を伝達するものである。さらに、この搬送ロボット1aでは、エンドエフェクタ7上の従動アーム6a、6bの各支軸を逆方向に、且つ、速度比1となるように回動する回動伝達手段5cを備える。また、回動伝達手段5a、5bの上部に駆動アーム4a、4bを備えることで、駆動アーム4a、4bが180°程度回転でき、この間に従動アーム6a、6bが連動して、エンドエフェクタ7が進退運動する。このためエンドエフェクタ7等が駆動源3a、3b上方領域を通過して進退運動するので、基板を広い範囲で搬送することができる。この搬送ロボットでは、進退運動の進行方向と後退方向のいずれにおいても基板8(ここでは、8は平板状のガラス板であり、透明なので輪郭のみ示す。)の受け渡しが可能となるように、エンドエフェクタの進行方向と後退方向とに基板保持部9を備える。
The rotation transmitting means indicated by
図2は図1に示す搬送ロボット1aの平面図である。この搬送ロボット1aでは駆動アーム4a、4bと従動アーム6a、6bとが、図中一点鎖線で示す中心線に対して対称となるように備える。この搬送ロボットは、図2Bに示すように駆動アーム4aと駆動アーム4bとが180°異なる方向に向いた状態から、駆動アーム4aを時計回りに回動すると共に、駆動アーム4bを反時計回りに回動することで、図2Aに示す位置にエンドエフェクタ7が図中一点差線上で白抜き矢印d方向に進退運動できる。また、駆動アーム4aと駆動アーム4bを同じ方向に回動したときはエンドエフェクタを白抜き矢印f方向に回動できる。また、図2(A)状態から図2(B)を経て、図2(C)の状態にまでエンドエフェクタを後退することができる。この搬送ロボットでは、図2(C)の位置まで後退させた後、図2(B)の白抜き矢印f方向に回動させることで、エンドエフェクタ7に吸着保持する基板8に回動による慣性力の影響を少なくすることができる。さらに図2(C)で示すように、この搬送ロボットでは一方のエンドエフェクタ7により基板9を保持しながら、旋回方向に180°異なる方向に備える他方のエンドエフェクタ7により受け渡しを行うことができる。
FIG. 2 is a plan view of the transfer robot 1a shown in FIG. In this transfer robot 1a, the
図2Bの搬送ロボット1aの従動アーム6a、6bは、その長さTが駆動アーム4a、4bの長さSより短くなっており、駆動源3a、3bの回動中心を含む中心線からエンドエフェクタ7上の駆動アーム4a、4bの回動中心までの距離をUとしたとき、S=T+Uが成り立つように駆動アーム4a、4b等を備える。
The driven
図2Cは、図2Bの状態から駆動アーム4aを反時計回り、駆動アーム4bを時計回りに回動して、エンドエフェクタを白抜き矢印e方向に向けて移動したときの状態を示すものである。この搬送ロボット1aのエンドエフェクタ7には、進退動作する方向にそれぞれ基板保持部9を備え、前進・後退それぞれの動作時に基板8の受け渡しが可能である。
FIG. 2C shows a state in which the
図1の搬送ロボット1aでは、駆動アーム4a、4bと従動アーム6a、6bの軸間距離が異なっているのに対して、図3では、駆動アーム4a、4bの軸間距離Vと従動アーム6a、6bの軸間距離Wとが等しい搬送ロボット1bについて説明する。この搬送ロボットは、駆動アーム4a、4bのそれぞれ上部に備える従動アーム6a、6bを進退運動の方向にずらして備える。
In the transfer robot 1a in FIG. 1, the
図4は図3に示す搬送ロボット1bの作用状態を示す平面図である。図4Bに示す搬送ロボット1bでは、エンドエフェクタ7上にある従動アーム6a、6bの回動軸中心が、駆動源3a、3bの図中の一点鎖線で示す中心線上となるように従動アーム4a、4bを備えると共に、図中左側の従動アーム6aを駆動アーム4aに対して矢印g側にずらした箇所に備え、また、図中右側の従動アーム6bは駆動アーム4bに対して矢印h側にずらした箇所に備える。この搬送ロボット1bは図4A〜Cに示すようにエンドエフェクタ上の回動中心は進退動作中、常に中心線上を通って移動する。
FIG. 4 is a plan view showing the operating state of the
図5は本願発明の回動伝達手段5a(5b)を示す一部切り欠き斜視図である。この回動伝達手段5a(5b)は、筐体10を有しており、この筐体10下部に備える駆動アーム4a(4b)と上部に備える従動アーム6a、6bとを回動可能に支持する。この筐体10内部に備える駆動アーム支軸11と従動アーム支軸12との間をS字形状と逆S字状に2本の屈曲自在なスチールベルト13を上下方向に高さをずらして巻き付けて、両端をベルト固定部14により固定して備える。
FIG. 5 is a partially cutaway perspective view showing the rotation transmitting means 5a (5b) of the present invention. The rotation transmitting means 5a (5b) has a
図6は、図5の回動伝達手段5a(5b)のベルト13に代えて、歯車15を用いた回動伝達手段5a(5b)を示す一部切り欠き斜視図である。この回動伝達手段5a(5b)は駆動アーム支軸11と従動アーム支軸12に速度比が1となるように歯車15をそれぞれ備える。これら双方の歯車15がかみ合うことにより、駆動アーム4a、4b側からの動力が従動アーム6a、6b側に伝達する。
FIG. 6 is a partially cutaway perspective view showing a rotation transmission means 5a (5b) using a
図7は、図5に示す回動伝達手段5a、5bのベルト13に代えて、クランク機構を用いた回動伝達手段5a(5b)を一部切り欠き斜視図に示す。この回動伝達手段5a(5b)では、筐体10内部に駆動アーム支軸11と従動アーム支軸12とを回動可能に備える。この駆動アーム支軸11と従動アーム支軸12の側面に突出したクランク部16をそれぞれ備える。また、このクランク部16が延在する方向が常に平行であり、かつ、各支軸周りに180°異なる方向に向くように双方のクランク部16を回動可能に連結する連結部材17を備える。この連結部材18はクランク部16の可動回動範囲を拡げるため、長板形状の連結部材17に駆動アーム支軸11を避けるように、半円形の切り込みのある形状となっている。
FIG. 7 is a perspective view in which a rotation transmitting means 5a (5b) using a crank mechanism is partially cut out instead of the
1a、1b 搬送ロボット
2 ベース板
3a 駆動源(第一駆動源)
3b 駆動源(第二駆動源)
4a、4b 駆動アーム
5a、5b 第一回動伝達手段
5c 第二回動伝達手段
6a、6b 従動アーム
7 エンドエフェクタ
8 基板
9 基板保持部
10 筐体
11 駆動アーム支軸
12 従動アーム支軸
13 ベルト
14 ベルト固定部
15 歯車
16 クランク部
17 連結部材
1a,
3b Drive source (second drive source)
4a,
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004210003A JP2006026819A (en) | 2004-07-16 | 2004-07-16 | Transfer robot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004210003A JP2006026819A (en) | 2004-07-16 | 2004-07-16 | Transfer robot |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2006026819A true JP2006026819A (en) | 2006-02-02 |
Family
ID=35893754
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004210003A Pending JP2006026819A (en) | 2004-07-16 | 2004-07-16 | Transfer robot |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006026819A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010095320A (en) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Sinfonia Technology Co Ltd | Conveying device |
-
2004
- 2004-07-16 JP JP2004210003A patent/JP2006026819A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010095320A (en) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Sinfonia Technology Co Ltd | Conveying device |
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