KR20040057851A - 사각형 판자 모양 워크의 이송방법 및 이송장치 - Google Patents

Abstract

열처리장치로의 이송에서도 위치 센서의 내열성, 신뢰성의 문제가 발생하지 않고 또한 냉각장치와 열처리장치 사이의 기판 열처리용 선반의 이동기구나 이동공정을 생략하고, 로봇의 핸드로 열처리장치에 직접 이송하거나 꺼낼 수 있는 이송방법 및 이송장치를 제공한다.

핸드 이외의 적당한 장소에 배치되는 위치 센서31, 32, 33에 의하여 워크W의 가로·세로의 위치 차이량 및 암 신축축에 대한 각도 차이량을 인식하여 상기 워크의 자세를 암 신축축A와 평행하게　되도록 조절함과　아울러 인식한 위치 차이량에 의거하여 가로·세로의 이동량을 보정하여 상기 워크를 소정의 적정한 위치에 수납시키는 것을 특징으로 한다.

Description

사각형 판자 모양 워크의 이송방법 및 이송장치{METHOD AND DEVICE FOR TRANSFERRING WORK OF SQUARE PLATE}

본 발명은, 액정 디스플레이(液晶 display)용 글래스 기판(glass 基板) 등의 사각형 판자 모양의 워크(work)를 꺼내는 위치로부터 수납 위치까지 이송시키기 위한 이송방법(移送方法) 및 이송장치(移送裝置)에 관한 것이다.

이러한 종류의 이송장치는, 도9에 나타나 있는 바와 같이 수납 카세트(受納 cassette)4나 센터링 스테이지(centering stage) 등의 캐리어(carrier)에 수용되는 복수의 사각형 판자 모양의 워크W를, 열처리장치(熱處理裝置)5(열풍 순환 가열식 클린 오븐(熱風 循環 加熱式 clean oven) : 120∼250℃) 입구의 개구부(開口部)에서 내부 지지선반51의 소정의 단(段)에 소정의 순서로 반송 로봇(搬送 robot)401의 핸드(hand)407에 한 장씩 싣고 흡착(吸着)하면서 이송시킨다. 또한 열처리 시간이 경과한 워크부터 핸드407에 수평하게 순차적으로 한 장씩 싣고 흡착하면서 꺼내어 용기에 수용한다.

이 때에 워크W의 모서리나 테두리가 카세트4나 지지선반51의 가장자리, 벽 등에 충돌 또는 접촉하여 파손되거나 먼지가 발생하는 것을 방지하기 위하여 상기 가장자리 등에 워크W가 간섭하지 않도록 적정한 위치 및 방향으로 이송을 하는 조절(얼라인먼트(alignment))이 이루어지는데, 메커니컬 얼라인먼트(mechanical alignment) 방식과 비접촉 얼라인먼트(非接觸 alignment) 방식이 있다.

메커니컬 얼라인먼트 방식은, 도8에 나타나 있는 바와 같이 미리 글래스 기판 등의 워크W를 센터링 스테이지501에 놓고, 센터링 유닛(centeringunit)502 등에 의하여 워크의 단면(端面)에서 압입(壓入)하여 얼라인먼트를 한 후에 반송이나 이송을 하는 것이다. 이 경우에 센터링 유닛502로서는 실린더(cylinder)나 볼 나사(ball screw) 등으로 가압(加壓)하는 방식이 알려져 있다.

한편 비접촉 얼라인먼트 방식으로서는, 반송 로봇의 핸드 밑 부분에 가로 방향으로 소정의 거리를 두고 설치되는 2개의 위치 센서(位置 sensor)에 의하여 사각형 워크의 1변의 테두리를 비접촉으로 검출함으로써 워크의 회전각(θ)과 세로 방향의 변위량(變位量, X)을 파악하고 또한 정렬장치(整列裝置)의 1개의 장소에 설치되는 별도의 위치 센서에 의하여 사각형 워크의 다른 1변의 테두리를 비접촉으로 검출함으로써 가로 방향의 변위량(Y)을 파악하여 로봇 암(robot arm)의 신축량(伸縮量)과 회전각 및 로봇의 가로 이동으로 각각 워크의 위치와 방향을 보정하여 정렬을 하는 것이 알려져 있다(예를 들면 일본국 공개특허공보 특개2001-144165호 공보 참조).

도8에 나타나 있는 상기 메커니컬 얼라인먼트 방식에서는, 상기 센터링 스테이지501을 위한 스페이스(space)나 설비가 별도로 필요하고, 클린룸(clean room)의 점유 면적이 커서 고비용이 될 뿐만 아니라 부가적인 공정이 필요하게 됨으로써 여분의 스페이스나 시간이 많이 소모되어 그 만큼 턴 어라운드 타임(turn arround time)이 길어지게 되고 또한 그 만큼 처리재(處理材)에 대한 투자도 증가하기 때문에 경제적이라고는 말할 수 없다. 또한 센터링 유닛502에 의하여 워크의 측부(側部)를 기계적으로 가압하기 때문에 워크W와 워크 지지부503과의 접촉부에서 슬라이딩(sliding)이 발생하여 먼지의 발생이나 파손의 우려가 있다. 또한 워크W의 휨 등에 기인하여 정확하게 얼라인먼트를 할 수 없다는 가능성이 있어, 이들 문제는 기판이 대형화되고 있는 최근의 사정을 고려하면 점점 더 심각하게 되고 있다.

또한 상기 비접촉 얼라인먼트 방식에서는, 2개의 위치 센서가 핸드의 밑 부분에 설치되어 있기 때문에 센서의 내열성(耐熱性) 등이 문제가 되어 열처리장치에서의 이송을 위해서는 사용할 수 없다. 즉 위치 센서의 내열 온도는, 일반적으로 가열로(加熱爐)의 온도나 꺼내야 하는 워크W의 온도(120∼250℃)보다 낮거나 그 온도에서의 신뢰성이나 수명 등의 점에서 실제로 견디지 못하고 또한 열처리 중에 기판에서 발생하는 승화물(昇華物)이 위치 센서에 부착되어 동작하지 않게 되는 경우도 있어 내열, 신뢰성에서 문제가 있었다.

그래서 종래의 비접촉 얼라인먼트 방식을 열처리장치로의 이송에 채용하기 위해서는, 도9에 나타나 있는 바와 같이 냉각장치9를 전방에 배치시키고, 상기 냉각장치와 열처리장치 사이를 이동하는 열처리용 선반504로 기판을 이송시킴으로써 위치 센서408의 내열성, 신뢰성의 문제를 해결하고 있지만, 별도의 열처리용 선반의 이동기구나 공정을 필요로 하고 또한 장치의 배치가 한정되어 효율적이지는 않았다.

또한 노광장치(露光裝置)에 있어서, 사각형의 기판을 각각 회전 및X, Y좌표 방향으로 이동 가능한 가동 스테이지(可動 stage) 상에 재치(載置)하여 기판의 외형을 규정하는 위치 정보를 비접촉 방식으로 검출하고, 기준 좌표계에 대한 편차(偏差)를 검출하여 목표 위치로 이동시키므로 기준 좌표계의 상호간에 직교하는 좌표축의 일방(一方)의 좌표축에 관하여는 2점에서 검출하고, 타방(他方)의 좌표축에 관하여는 1점에서 검출하는 기판의 위치검출수단을 구비하는 것이 알려져 있다(예를 들면 일본국 특허 제3254704호 공보 참조).

그러나 상기 노광장치는 처리하여야 하는 장소에서 정(靜)적인 얼라인먼트를 하기 위한 기술을 개시한 것으로서, 열처리장치로 이송할 때에 요구되는 것과 같은 동(動)적인 얼라인먼트는 할 수 없다. 즉 동적인 얼라인먼트(처리장소나 보관장소에서는 해당되지 않는다)에서는 워크를 한 장씩 그들의 위치로 이송시키는 일련의 반복동작 내에서 각 동작시간 중에 워크의 방향과 위치의 차이를 수정하여 올바른 방향의 정확한 위치로 이송시키는 것이 요구되지만, 상기 노광장치에 관하여 개시된 기술에서는 그렇게 되지 않기 때문에 상기 위치검출수단은 도저히 채용할 수 없다.

그래서 본 발명이 상기의 상황을 고려하여 해결하려고 하는 것은, 워크의 먼지 발생이나 파손, 휨 등에 기인하는 얼라인먼트의 차이가 발생하지 않는 얼라인먼트 방식으로서, 열처리장치로의 이송에 있어서도 위치 센서의 내열성, 신뢰성의 문제가 발생하지 않고 또한 냉각장치9와 열처리장치5 사이의 기판 열처리용 선반504의 이동기구나 이동공정을 생략하고, 로봇의 핸드로 열처리장치에 직접 이송하거나 꺼낼 수 있는 이송방법 및 이송장치를 제공하는 것에 있다.

도1은 본 발명의 대표적 실시예에 관한 이송장치의 구성을 나타내는 평면도이다.

도2는 도1의 이송장치의 측면도이다.

도3은 반송 로봇을 나타내는 설명도이다.

도4는 이송장치의 시스템 구성을 나타내는 블록도이다.

도5는 이송처리 순서의 실시예를 설명하기 위한 개략도이다.

도6은 이송처리 순서의 변형예를 설명하기 위한 개략도이다.

도7은 이송처리 순서의 다른 변형예를 설명하기 위한 개략도이다.

도8(a) 및 도8(b)는 센터링 유닛에 의한 종래의 메커니컬 얼라인먼트 방식을 나타내는 설명도이다.

도9는 종래의 비접촉 얼라인먼트 방식의 이송장치를 나타내는 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 이송장치(移送裝置) 2 : 반송 로봇(搬送 robot)

4 : 카세트(cassette) 5 : 열처리장치(熱處理裝置)

6 : 암(arm) 7 : 핸드(hand)

9 : 냉각장치 10 : 설치대(設置臺)

11 : 제어장치 20 : 기대(機臺)

21 : 제1암 22 : 제2암

23 : 안내 레일 24 : 구동부

25 : 반송기구(搬送機構) 31, 32, 33 : 위치 센서(位置 sensor)

40 : 개구(開口) 50 : 가열로(加熱爐)

51, 52 : 지지선반 80, 81 : 단변(端邊)

401 : 반송 로봇 407 : 핸드

408 : 위치 센서

501 : 센터링 스테이지(centering stage)

502 : 센터링 유닛(centering unit)

503 : 워크 지지부(work 支持部)

504 : 열처리용 선반 A : 암 신축축(arm 伸縮軸)

W : 기판

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위하여, 회전 가능하게 피벗 지지(pivot suspension)되고 또한 지름 방향으로 신축(伸縮) 가능한 암(arm) 및 그 선단(先端)에 설치되는 핸드(hand)를 구비하고 워크(work)를 꺼내는 위치로부터 수납 위치까지 이송하는 반송 로봇(搬送 robot)과, 상기 핸드에 지지되는 상기 워크의 위치 및 자세를 조절하기 위한 얼라인먼트 수단(alignment 手段)과, 상기 핸드에 지지되는 워크의 일측(一側)의 단변(端邊)에 대응하는 복수의 위치 센서(位置 sensor)를 구비하는 이송장치(移送裝置)에 의한 사각형 판자 모양 워크의 이송방법으로서, 상기 복수의 위치 센서를 상기 핸드 이외의 장소에 설치하고, 상기 얼라인먼트 수단은, 상기 복수의 위치 센서에 의하여 당해 일측 단변의 위치 및 각도를 검출(檢出)하는 공정과, 상기 검출된 위치 및 각도에 의거하여 당해 워크의 상기 핸드에 대한 위치 차이량 및 암 신축축(arm 伸縮軸)에 대한 각도 차이량을 연산하는 공정과, 상기 연산된 각도 차이량에 의거하여 상기 워크의 자세를 암 신축축과 평행하게　되도록 조절하는 공정과, 적어도 하나의 위치 센서에 의하여 상기 일측 단변에 인접하는 타측(他側) 단변의 위치를 검출하는 공정과, 상기 검출된 타측 단변의 위치에 의거하여 당해 워크의 상기 핸드에 대한 위치 차이량을 연산하는 공정과, 상기 연산된 일측 단변 및 타측 단변의 각 위치 차이량에 의거하여 상기 반송 로봇에 의한 상기 워크의 가로·세로의 이동량을 보정하여 당해 워크를 소정의 위치에 수납시키는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 사각형 판자 모양 워크의 이송방법을 제공한다. 여기에서 상기 위치 차이량이란, 검출된 단변이 워크의 가로 변인 경우에는 세로 방향의 차이량, 검출된 단변이 워크의 세로 변인 경우에는 가로 방향의 차이량을 말하고, 암 신축축이란, 암이 신축될 때의 축(軸)을 말한다.

여기에서 상기 일측 단변의 위치 및 각도를 검출하는 복수의 위치 센서 중 적어도 하나의 위치 센서에 의하여 상기 일측 단변에 인접하는 타측 단변의 위치를 검출하는 것이 바람직하다.

또한 상기 워크의 일측 단변이 워크의 핸드 선단측(先端側)에 위치하는 단변인 것이 바람직하다.

더 구체적으로는, 회전 가능하게 피벗 지지되고 또한 지름 방향으로 신축 가능한 암 및 그 선단에 설치되는 핸드를 구비하고 워크를 꺼내는 위치로부터 수납 위치까지 이송하는 반송 로봇과, 상기 핸드에 지지되는 상기 워크의 위치 및 자세를 조절하기 위한 얼라인먼트 수단과, 상기 핸드에 지지되는 워크의 일측 단변에 대응하는 복수의 위치 센서를 구비하는이송장치에 의한 사각형 판자 모양 워크의 이송방법으로서, 상기 반송 로봇을, 핸드에 지지되는 워크를 암 신축축을 따르는 세로 방향으로 이동시키는 세로 이동, 그 워크를 가로 방향으로 이동시키는 가로 이동 및 상기 암 또는 핸드의 회전에 의하여 워크를 회전시키는 회전 이동이 가능하도록 구성하고, 상기 복수의 위치 센서를 상기 핸드 이외의 장소에 설치하고, 상기 얼라인먼트 수단은, 상기 세로 이동에 따라 상기 복수의 위치 센서에 의하여 검출된 위치 및 각도에 의거하여 당해 워크의 세로 방향의 위치 차이량 및 암 신축축에 대한 각도 차이량을 연산하는 공정과, 상기 연산된 각도 차이량에 의거하여 상기 회전 이동에 의하여 상기 워크의 자세를 암 신축축과 평행하게　되도록 조절하는 공정과, 상기 가로 이동에 따라 상기 복수의 위치 센서 중 적어도 1개의 위치 센서에 의하여 검출된 타측 단변의 위치에 의거하여 당해 워크의 가로 방향의 위치 차이량을 연산하는 공정과, 상기 연산된 세로 방향 및 가로 방향의 각 위치 차이량에 의거하여 상기 반송 로봇에 의한 상기 워크의 가로·세로의 이동량을 보정하여 당해 워크를 소정의 위치에 수납시키는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 사각형 판자 모양 워크의 이송방법도 제공한다. 여기에서 세로 방향이란, 꺼내거나 수납할 때에 워크를 이동시키는 암 신축축을 따르는 방향을 말하고, 가로 방향이란, 상기 세로 방향에 대하여 직교하는 방향으로서, 꺼내는 위치와 수납 위치의 사이를 반송 로봇이 이동하는 방향을 말한다.

또한 본 발명은, 회전 가능하게 피벗 지지되고 또한 지름 방향으로신축 가능한 암 및 그 선단에 설치되는 핸드를 구비하고 워크를 꺼내는 위치로부터 수납 위치까지 이송하는 반송 로봇과, 상기 핸드에 지지되는 상기 워크의 위치 및 자세를 조절하기 위한 얼라인먼트 수단과, 상기 핸드에 지지되는 워크의 일측 단변에 대응하여 복수의 위치 센서를 구비하는 이송장치에 의한 사각형 판자 모양 워크의 이송장치로서, 상기 복수의 위치 센서는 상기 핸드 이외의 장소에 설치되고, 상기 얼라인먼트 수단은, 상기 복수의 위치 센서에 의하여 당해 일측 단변의 위치 및 각도를 검출하고, 그것에 의거하여 당해 워크의 상기 핸드에 대한 위치 차이량 및 암 신축축에 대한 각도 차이량을 연산하여 상기 워크의 자세를 암 신축축과 평행하게　되도록 조절함과　아울러 적어도 1개의 위치 센서에 의하여 상기 일측 단변에 인접하는 타측 단변의 위치를 검출하고, 그것에 의거하여 당해 워크의 상기 핸드에 대한 위치 차이량을 연산하고, 이들 연산된 일측 단변 및 타측 단변의 각 위치 차이량에 의거하여 상기 반송 로봇에 의한 상기 워크의 가로·세로의 이동량을 보정하여 당해 워크를 소정의 위치에 수납시키는 것을 특징으로 하는 사각형 판자 모양 워크의 이송장치도 제공한다.

여기에서 상기 얼라인먼트 수단은, 상기 일측 단변의 위치 및 각도를 검출하는 복수의 위치 센서 중 적어도 1개의 위치 센서에 의하여 상기 일측 단변에 인접하는 타측 단변의 위치를 검출하는 것이 바람직하다.

또한 회전 가능하게 피벗 지지되고 또한 지름 방향으로 신축 가능한암 및 그 선단에 설치되는 핸드를 구비하고 워크를 꺼내는 위치로부터 수납 위치까지 이송하는 반송 로봇과, 상기 핸드에 지지되는 상기 워크의 위치 및 자세를 조절하기 위한 얼라인먼트 수단과, 상기 핸드에 지지되는 워크의 일측 단변에 대응하여 복수의 위치 센서를 구비하는 이송장치에 의한 사각형 판자 모양 워크의 이송장치로서, 상기 반송 로봇은, 핸드에 지지되는 워크를 암 신축축을 따르는 세로 방향으로 이동시키는 세로 이동, 그 워크를 가로 방향으로 이동시키는 가로 이동 및 상기 암 또는 핸드의 회전에 의하여 워크를 회전시키는 회전 이동이 가능하도록 구성되고, 상기 복수의 위치 센서는 상기 핸드 이외의 장소에 설치되고, 상기 얼라인먼트 수단은, 상기 세로 이동에 따라 상기 복수의 위치 센서에 의하여 검출되는 위치 및 각도에 의거하여 당해 워크의 세로 방향의 위치 차이량 및 암 신축축에 대한 각도 차이량을 연산하여 상기 회전 이동에 의하여 상기 워크의 자세를 암 신축축과 평행하게　되도록 조절함과　아울러 상기 가로 이동에 따라 적어도 하나의 위치 센서에 의하여 검출된 타측 단변의 위치에 의거하여 당해 워크의 가로 방향의 위치 차이량을 연산하고, 이들 연산된 세로 방향 및 가로 방향의 각 위치 차이량에 의거하여 상기 반송 로봇에 의한 상기 워크의 가로·세로의 이동량을 보정하여 당해 워크를 소정의 위치에 수납시키는 것이 바람직한 실시예이다.

(실시예)

다음에 본 발명 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명에 관한 이송장치(移送裝置)의 구성을 나타내는 설명도이고, 도1∼도7은 대표적 실시예를 나타내는 도면으로서, 도면 중의 부호1은 이송장치, 2는 반송 로봇(搬送 robot), 4는 카세트(cassette), 5는 열처리장치(熱處理 裝置), 31∼33은 위치 센서(位置 sensor), W는 기판(基板)을 각각 나타내고 있다.

본 발명의 이송장치1은, 도1에 나타나 있는 바와 같이 수평 방향으로 회전 가능하게 피벗 지지(pivot suspension)되고 또한 지름 방향으로 신축(伸縮) 가능한 암(arm)6 및 그 선단(先端)에 설치되는 핸드(hand)7로 이루어지고, 사각형 판자 모양의 워크(work)(W)를 꺼내는 위치로부터 수납 위치까지 이동시키는 반송 로봇2와, 상기 핸드7에 지지되는 상기 워크(W)의 위치 및 자세를 조절하기 위한 얼라인먼트 수단(alignment 手段)과, 상기 핸드7에 지지되는 워크(W)의 일측(一側)의 단변(端邊)80에 대응하여 상기 핸드 이외의 적당한 장소에 설치되는 적어도 2개 위치 센서31, 32와, 상기 일측 단변에 인접하는 타측(他側) 단변81에 대응하는 위치 센서33을 구비하고 있다.

그리고 상기 얼라인먼트 수단은, 핸드 이외의 적당한 장소에 배치되는 상기 위치 센서31, 32, 33에 의하여 워크(W)의 상기 핸드7에 대한 가로·세로의 위치 차이량 및 암 신축축(arm 伸縮軸)에 대한 각도 차이량을 연산하여 상기 워크의 자세를 암 신축축A와 평행하게　되도록 조절함과　아울러, 연산된 위치 차이량에 의거하여 가로·세로의 이동량을 보정하여 당해 워크를 소정의 적정한 위치에 수납시키는 것을 특징으로 하고 있어 핸드7에 위치 센서를 설치할 필요가 없기 때문에 고온의 열처리장치(熱處理裝置) 내에서 기판을 직접 꺼내는 것도 가능하다.

이하, 본 실시예에서는 열처리장치5의 지지선반51과 냉각장치9의 지지선반52와 외부 캐리어(carrier)인 카세트4와의 사이에 있어서, 워크로서 사각형 모양의 액정 디스플레이(液晶 display)용 글래스 기판(glass 基板)W를 이송시키는 예에 관하여 설명하지만, 본 발명은 상기한 바와 같이 핸드에서 센서를 생략함으로써 열처리장치5에서 기판을 직접 꺼내는 것도 가능하도록 한 점에 특징이 있지만, 열처리장치5에 대한 워크의 이송을 포함하는 형태로 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 카세트 등의 외부 캐리어와 열처리장치 이외의 공정장치 사이의 이송이나 열처리장치 이외의 공정 사이의 이송 등이더라도 마찬가지로 적용할 수 있다.

본 예의 이송장치1은, 구체적으로는 클린룸(clean room)에 설치되는 설치대(設置臺)10 상에 상기 반송 로봇2를 안내하는 안내 레일(案內 rail)23이 가로 방향으로 부설(敷設)되고, 그 안내 레일23을 사이에 두고 양측에는, 사각형 모양의 기판W를 수납하는 카세트4와, 그 기판을 가열하기 위한 가열로(加熱爐)50으로 이루어지는 열처리장치5 및 그 기판을 냉각하기 위한 냉각장치9가 각각 배치되어 있고, 상기 안내 레일23을 따르는 가로 방향(Y축 방향)으로 이동하는 반송 로봇2에 의하여 카세트 내의 기판W를 꺼내어 열처리장치5의 앞까지 이동한 후에 당해 열처리장치5의 내부에 상기 기판W를 수납하고, 열처리가 종료되면 그 장치 내의 지지선반51에서 기판W를 꺼내어 냉각장치9의 앞까지 이동한 후에 당해 냉각장치9의 내부에 상기 기판W를 수납하고, 냉각이 종료되면 그 장치 내의 지지선반52에서 기판W를 꺼내어 카세트4에 수납한다. 상기 설치대10 상의 적당한 위치, 본 예에서는 냉각장치의 바로 앞에는, 기판W의 일측 단변의 2개의 위치를 검출하기 위한 2개의 위치 센서31, 32 및 타측 단변을 검출하는 위치 센서33이 설치되어 있다.

카세트4는, 상기 안내 레일에 접하는 전면(前面)에 기판W를 출납하는 개구(開口)40이 형성되고, 좌우 측벽(側壁)의 내면에는, 각각 상하 방향을 따라 소정의 간격을 두고 도면에 나타나 있지 않은 지지편(支持片)이 돌출하도록 형성되어 대응하는 좌우의 지지편에 각 기판의 측단부(側端部)를 결합시킴으로써 당해 카세트4 내부에는 복수의 기판W가 상하 다단(多段)으로 수평하게 수납된다.

반송 로봇2는, 더 상세하게는 도3에 나타나 있는 바와 같이 상기 안내 레일23을 따라 가로 방향(Y축 방향)으로 이동 가능하게 설치되는 기대(機臺)20과, 그 기대20에 대하여 상하 승강(昇降) 또한 수평으로 회전 가능하도록 지지되는 암6과, 그 암6에 대하여 회전 가능하게 연결되는 핸드7로 구성되고, 상기 암6은, 기대20에 회전 가능하게 지지되는 제1암21과, 상기 제1암21의 선단부에 회전 가능하게 지지되는 제2암22로 구성되고, 상기 제2암22의 선단부에 핸드7이 연결되어 있다.

한편 신축 및 회전이 가능하다면 암 및 핸드는 다른 구조를 채용할 수도 있어 상기한 것에 한정되지 않는다.

이러한 반송 로봇2는, 도면 중의 화살표로 나타나 있는 바와 같이 꺼내거나 수납할 때에 핸드7 상에 흡착지지(吸着支持)되는 기판W를 암6의 신축축(伸縮軸)을 따르는 세로 방향(X축 방향)으로 직선으로 이동시키는 세로 이동과, 암6 및 기대20과 함께 안내 레일23을 따르는 가로 방향(Y축 방향)으로 이동시키는 가로 이동과, 도2에서도 알 수 있는 바와 같이 암6 및 핸드7을 기대20에 대하여 상하 방향(Z축 방향)으로 이동시키는 상하 이동과, 상기 암6 또는 핸드7의 회전에 의하여 상기 기판W의 방향을 회전시키는 회전 이동이 가능하도록 구성되어 있다.

도4는 이송장치1의 시스템(system) 구성을 나타내는 블록도(block diagram)로서, 반송 로봇2는 상기한 암6이나 핸드7 등의 반송기구25와 이를 구동하기 위한 모터(motor) 등의 구동부24를 구비하고, 그 반송 로봇2는 외부의 제어장치11에 의하여 동작하도록 제어된다. 즉 제어장치11은, 유저 인터페이스(user interface)를 통하여 작업자가 입력하는 제어명령이나 원격의 호스트 국(host 局)으로부터의 작업명령에 의하여 또는 장치 내의 기억부에 저장된 제어 프로그램에 의거하여 기판W를 열처리장치5에 반입하고 또한 꺼내어 카세트 또는 다음 공정 설비의 일정한 위치에 기판이 탑재(搭載)되도록 반송 로봇2의 동작을 제어하는 것으로서, 상기 위치 센서31, 32, 33으로부터의 검출 신호가 입력되어 본 발명에 관한 얼라인먼트 수단을 구성하는 것이다.

상기 위치 센서31(32, 33)에는 반사식 센서(反射式 sensor) 또는 투광기(投光器)와 수광기(受光器)로 이루어지는 광 센서(光 sensor)를 사용하고, 반사식 센서의 경우에는 투사(投射)된 빛이 반사됨으로써 기판의 단변을 감지하고, 투광·수광형의 경우에는 투광기로부터 투사되는 빛을 기판의 단변에서 차광(遮光)함으로써 수광기가 차광을 감지하고, 이에 따라 기판 단변의 위치가 검출된다.

본 예에서는, 기판W의 하측으로부터 상방으로 광선을 투사하는 반사식 센서가 기판의 일측 단변80에 대응하여 레일을 따르는 가로 방향과 평행하도록 2개 연속하여　설치되고 또한 타측 단변에 대응하여 소정의 위치에 1개 설치되어 있다. 각 위치 센서에서 검출되는 위치 정보는 상기 얼라인먼트 수단인 제어장치11에 입력된다.

또한 기판에 간섭하는 것이 없다면 기판의 상측에 상기 위치 센서를 설치하여 광선을 상방에서 하방으로 투사하도록 설치하여도 좋다. 또한 그 이외의 비접촉 센서(非接觸 sensor) 또는 접촉식 센서(接觸式 sensor)를 이용하는 것도 가능하다.

도5는 본 실시예의 이송장치1에 의한 이송처리 순서의 실시예를 설명하기 위한 개략도이다.

기판W를 핸드7에 흡착지지시켜 지지선반52로부터 꺼내는 반송 로봇2는, 암6을 수축시켜 기판W의 일측 단변80이 위치 센서32 상을 통과할 때에 위치 센서32로부터 상방으로 투사되고 있는 빛이 기판W에 반사되고, 이 반사광을 인식함으로써 상기 일측 단변의 통과 위치, 예를 들면 핸드에 대한 상대 위치를 검출하고(S101), 검출된 위치 정보는 상기의 제어장치11로 송신되어 기억된다.

S101에 있어서 일측 단변80이 센서32를 통과한 후에 암을 더 수축시켜 센서31에 의하여 마찬가지로 일측 단변80의 통과 위치를 검출하고(S102), 검출된 위치 정보는 제어장치11로 송신되어 기억된다. 제어장치11에서는, 기억된 상기 2개의 위치 정보에 의거하여 암 신축축에 대한 기판W의 경사 및 당해 경사를 수정한 후의 핸드7에 대한 세로 방향(X축 방향)의 기판의 위치 차이량을 산출한다.

상기 기판의 경사는, 미리 기억되어 있는 위치 센서31, 32의 위치 정보와 상기 2개 위치 사이의 세로 방향을 따르는 위치 차이량으로부터 산출되고, 당해 각도 차이량에 의거하여 제어장치11로부터 구동부24로 제어신호가 송신되어 핸드7을 회전시킴으로써 각도가 보정되어 기판W는 암 신축축과 평행한 자세로 조절된다(Sl03).

반송 로봇2는 암을 더 수축시킨 후에 카세트4의 앞까지 가로 방향(Y축 방향)으로 이동하지만, 그 도중에 있어서 기판W의 상기 일측 단변80에 인접하는 타측 단변, 본 예에서는 X축 방향과 평행한 타측 단변81의 통과위치가 위치 센서33에 의하여 검출되고(S104), 그 통과 위치의 정보를 제어장치11로 송신하여 당해 기판W의 가로 방향(Y축 방향)의 위치 차이량을 산출하여 기억한다.

이상과 같이 위치 센서31, 32, 33에 의한 계측(計測)을 완료한 반송 로봇2는 가로 방향(Y축 방향)을 따라 카세트4에 대향(對向)하는 소정의 위치까지 이동한다. 이 때의 정지 위치는 상기 산출한 Y축 방향의 기판의 위치 차이량에 의하여 보정되어 결정된다. 정지한 반송 로봇2는 상기 카세트4에 기판W를 수납하기 위하여 암6을 수축시킨 상태에서 180도 회전시키고(S105), 수납 위치에 따른 소정의 높이까지 암6을 상하 이동시킨 후에 세로 방향(X축 방향)으로 암6을 팽창시켜 기판W를 카세트4에 수납한다(S106). 이렇게 수납할 때의 세로 방향을 따르는 기판W의 이동량(암6의 정지 위치)은 상기 세로 방향의 위치 차이량에 의하여 보정되어 결정된다.

지지선반52에 복수 단(段)으로 수납되는 각 기판W는, 이상의 순서에 따라 반송 로봇2에 의하여 순차적으로 핸드7에 흡착되어 카세트4로 이송되어 수납된다. 또한 카세트4로부터 열처리장치5로의 이송, 열처리장치5로부터 냉각장치로의 이송에서도 각각 마찬가지로 얼라인먼트 처리를 하는 것이 바람직하고, 이러한 경우에 마찬가지로 카세트4 또는 열처리장치의 지지선반51의 앞에 2개 이상의 위치 센서를 설치하는 것이 바람직하다. 물론 이러한 경우에도 1개의 장소에 설치되는 2개 이상의 위치 센서를 겸용할 수도 있다.

도6은 일측 단변80의 통과 위치를 검출하는 2개의 위치 센서31, 32 중 위치 센서31을 이용하여 타측 단변81의 통과 위치도 검출하는 변형예의 순서를 설명하는 개략도이다. 본 예에 의하면 적어도 2개의 위치 센서에 의하여 상기 3개의 차이량을 계측할 수 있어 부품수를 감소시킬 수 있다.

S201부터 S203까지의 공정은, 냉각장치의 지지선반52로부터 꺼내어지는 기판W의 일측 단변80의 통과 위치를 위치 센서31, 32에 의하여 각각 검출하고, 당해 위치 정보에 의하여 기판W의 경사 및 세로 방향의 위치 차이량을 산출하여 경사를 수정하는 공정으로서, 상기한 S101∼S103의 공정과 동일하다.

반송 로봇2는, 세로 방향을 따르는 기판W의 이동 영역에 센서31이 위치하지 않는 소정의 센서의 측방 위치까지 가로 방향을 따라 이동하고, 기판W의 상기 타측 단변81이 위치 센서31에 대향하는 위치까지 세로 방향으로 암6을 팽창시킨 후에 상기 일측 단변80의 검출과 마찬가지로 위치 센서31을 향하여 가로 방향으로 이동하고, 그 센서31에 의하여 검출된 상기 타측 단변81의 통과 위치의 정보를 제어장치11로 송신하여 당해 기판W의 가로 방향의 위치 차이량을 산출하여 기억한다(S204).

도7은 2개의 위치 센서31, 32를 암 신축축을 따르는 세로 방향(X축 방향)과 평행하게 연속하도록　설치하는 변형예의 순서를 설명하는 개략도이다.

기판W를 카세트로부터 꺼낸 반송 로봇2는, 기판W의 단변81이 위치 센서31, 32에 대향하는 위치까지 세로 방향(X축 방향)으로 암6을 수축시킨 후에 센서31, 32를 향하여 기판W를 가로 방향(Y축 방향)으로 이동시키고, 위치 센서31에 의하여 단변81의 통과 위치를 검출하여(S301) 당해 위치 정보를 제어장치11에 기억시킨다. 다음에 반송 로봇2를 가로 방향으로 더 이동시키고, 위치 센서32에 의하여 마찬가지로 단변81의 통과 위치를 검출하여(S302) 당해 위치 정보를 제어장치11에 기억시킨다.

제어장치11에서는, 기억된 상기 2개의 위치 정보에 의거하여 암 신축축에 대한 기판W의 경사 및 당해 경사를 수정한 후의 가로 방향의 기판의 위치 차이량을 산출한다. 상기 기판의 경사는, 가로 방향을 따르는 위치 차이량에 의거하여 산출되고, 당해 각도 차이량에 의거하여 각도가 보정되어 기판W는 암 신축축과 평행한 자세로 조절된다(S303).

다음에 상기 S303의 상태에서 반송 로봇2를 가로 방향(Y축 방향)으로 더 이동시켜 위치 센서31, 32에 의하여 확실하게 기판W를 포착하는 위치, 본 예에서는 쌍방(雙方)의 위치 센서31, 32의 상측에 위치시킨 후(S304)에 암6을 더 수축시켜 위치 센서31이 반사광을 포착할 수 없는 위치를 인식함으로써 기판W의 단변80의 통과 위치를 검출하고(S305), 제어장치11은 핸드7에 대한 당해 기판W의 X축 방향의 위치 차이량을 산출하여 기억한다.

본 실시예의 이송처리 순서에 있어서, 기판W의 각도 보정은 핸드의회전에 의하여 이루어졌지만 암의 회전에 의하여 이루어질 수도 있다. 또한 이송되는 장소가 되는 카세트4는, 레일23에 대하여 냉각장치9와 같은 측에 나란하게 설치하거나 레일 단부(端部)의 카세트4와 직교하는 측에 냉각장치를 설치할 수도 있고, 나란하게 설치하는 경우에는 반송 로봇의 180도 회전이 불필요하게 되고, 직교하는 측에 설치하는 경우에는 상기 레일 단부에서 반송 로봇을 90도 회전시키게 된다.

또한 이상의 실시예에서는, 간단하게 하기 위하여 세로 방향, 가로 방향도 2개 또는 1개의 센서에 의하여 검출하는 예에 관하여 설명하였지만, 세로 방향, 가로 방향도 2개 또는 1개의 센서일 필요는 없고, 더 많은 센서에 의한 검출 데이터의 공지의 통계적 처리에 의거하여 경사나 위치 차이를 연산하여도 좋다.

또한 본 발명은 상기 실시예의 개시에 한정되는 것이 아니라 여러 가지로 변형되는 것도 포함된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 로봇의 핸드 이외의 적당한 장소에 설치되는 적어도 2개의 위치 센서에 의하여 워크의 일측 단변의 2개 위치를 검출함으로써 세로 방향 또는 가로 방향의 위치 차이량을 산출할 수 있을 뿐만 아니라 경사가 수정되고 또한 1개의 위치 센서에 의하여 워크의 타측 단변의 1개 위치를 검출함으로써 가로 방향 또는 세로 방향의 위치차이량을 산출하고, 이들 위치 차이량에 의거하여 카세트 등의 수납 위치로 이동할 때의 가로·세로의 이동량이 보정되기 때문에 핸드에는 위치 센서가 불필요하게 되고, 열처리장치에 대한 이송에서도 위치 센서의 내열성(耐熱性), 신뢰성(信賴性)의 문제가 발생하지 않는다.

따라서 종래의 비접촉 얼라인먼트 방식에서 필요하였던 냉각장치와 열처리장치 사이의 기판 카세트의 이동기구나 이동공정을 생략하고, 로봇의 핸드에 의하여 열처리장치에 직접 수납 및 꺼내는 것이 가능하게 되어 장치의 저비용화와 함께 장치의 배치 폭(幅)이 넓어지게 되어 클린룸을 효율적으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 택트 타임(tact time)도 대폭적으로 감소시킬 수 있다.

또한 종래의 메커니컬 얼라인먼트와 같은 센터링 스테이지나 그 얼라인먼트 공정도 불필요하게 되어 워크의 먼지 발생이나 파손, 휨 등에 기인하는 얼라인먼트의 차이도 발생하지 않는다는 것은 말할 필요도 없다.

Claims (7)

1. 회전 가능하게 피벗 지지(pivot suspension)되고 또한 지름 방향으로 신축(伸縮) 가능한 암(arm) 및 그 선단(先端)에 설치되는 핸드(hand)를 구비하고 워크(work)를 꺼내는 위치로부터 수납 위치까지 이송하는 반송 로봇(搬送 robot)과, 상기 핸드에 지지되는 상기 워크의 위치 및 자세를 조절하기 위한 얼라인먼트 수단(alignment 手段)과, 상기 핸드에 지지되는 워크의 일측(一側)의 단변(端邊)에 대응하는 복수의 위치 센서(位置 sensor)를 구비하는 이송장치(移送裝置)에 의한 사각형 판자 모양 워크의 이송방법으로서,

   상기 복수의 위치 센서를 상기 핸드 이외의 장소에 설치하고,

   상기 얼라인먼트 수단은,

   상기 복수의 위치 센서에 의하여 당해 일측 단변의 위치 및 각도를 검출(檢出)하는 공정과,

   상기 검출된 위치 및 각도에 의거하여 당해 워크의 상기 핸드에 대한 위치 차이량 및 암 신축축(arm 伸縮軸)에 대한 각도 차이량을 연산하는 공정과,

   상기 연산된 각도 차이량에 의거하여 상기 워크의 자세를 암 신축축과 평행하게　되도록 조절하는 공정과,

   적어도 하나의 위치 센서에 의하여 상기 일측 단변에 인접하는 타측(他側) 단변의 위치를 검출하는 공정과,

   상기 검출된 타측 단변의 위치에 의거하여 당해 워크의 상기 핸드에 대한 위치 차이량을 연산하는 공정과,

   상기 연산된 일측 단변 및 타측 단변의 각 위치 차이량에 의거하여 상기 반송 로봇에 의한 상기 워크의 가로·세로의 이동량을 보정하여 당해 워크를 소정의 위치에 수납시키는 공정

   을 구비하는 것을 특징으로 하는 사각형 판자 모양 워크의 이송방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 일측 단변의 위치 및 각도를 검출하는 복수의 위치 센서 중 적어도 하나의 위치 센서에 의하여 상기 일측 단변에 인접하는 타측 단변의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 사각형 판자 모양 워크의 이송방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 워크의 일측 단변이 워크의 핸드 선단측(先端側)에 위치하는 단변인 것을 특징으로 하는 사각형 판자 모양 워크의 이송방법.
4. 회전 가능하게 피벗 지지되고 또한 지름 방향으로 신축 가능한 암 및 그 선단에 설치되는 핸드를 구비하고 워크를 꺼내는 위치로부터 수납 위치까지 이송하는 반송 로봇과, 상기 핸드에 지지되는 상기 워크의 위치 및 자세를 조절하기 위한 얼라인먼트 수단과, 상기 핸드에 지지되는 워크의 일측 단변에 대응하는 복수의 위치 센서를 구비하는 이송장치에 의한 사각형 판자 모양 워크의 이송방법으로서,

   상기 반송 로봇을, 핸드에 지지되는 워크를 암 신축축을 따르는 세로 방향으로 이동시키는 세로 이동, 그 워크를 가로 방향으로 이동시키는 가로 이동 및 상기 암 또는 핸드의 회전에 의하여 워크를 회전시키는 회전 이동이 가능하도록 구성하고,

   상기 복수의 위치 센서를 상기 핸드 이외의 장소에 설치하고,

   상기 얼라인먼트 수단은,

   상기 세로 이동에 따라 상기 복수의 위치 센서에 의하여 검출된 위치 및 각도에 의거하여 당해 워크의 세로 방향의 위치 차이량 및 암 신축축에 대한 각도 차이량을 연산하는 공정과,

   상기 연산된 각도 차이량에 의거하여 상기 회전 이동에 의하여 상기 워크의 자세를 암 신축축과 평행하게　되도록 조절하는 공정과,

   상기 가로 이동에 따라 상기 복수의 위치 센서 중 적어도 1개의 위치 센서에 의하여 검출된 타측 단변의 위치에 의거하여 당해 워크의 가로 방향의 위치 차이량을 연산하는 공정과,

   상기 연산된 세로 방향 및 가로 방향의 각 위치 차이량에 의거하여 상기 반송 로봇에 의한 상기 워크의 가로·세로의 이동량을 보정하여 당해 워크를 소정의 위치에 수납시키는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 사각형 판자 모양 워크의 이송방법.
5. 회전 가능하게 피벗 지지되고 또한 지름 방향으로 신축 가능한 암 및 그 선단에 설치되는 핸드를 구비하고 워크를 꺼내는 위치로부터 수납 위치까지 이송하는 반송 로봇과, 상기 핸드에 지지되는 상기 워크의 위치 및 자세를 조절하기 위한 얼라인먼트 수단과, 상기 핸드에 지지되는 워크의 일측 단변에 대응하여 복수의 위치 센서를 구비하는 이송장치에 의한 사각형 판자 모양 워크의 이송장치로서,

   상기 복수의 위치 센서는 상기 핸드 이외의 장소에 설치되고,

   상기 얼라인먼트 수단은, 상기 복수의 위치 센서에 의하여 당해 일측 단변의 위치 및 각도를 검출하고, 그것에 의거하여 당해 워크의 상기 핸드에 대한 위치 차이량 및 암 신축축에 대한 각도 차이량을 연산하여 상기 워크의 자세를 암 신축축과 평행하게　되도록 조절함과　아울러 적어도 1개의 위치 센서에 의하여 상기 일측 단변에 인접하는 타측 단변의 위치를 검출하고, 그것에 의거하여 당해 워크의 상기 핸드에 대한 위치 차이량을 연산하고, 이들 연산된 일측 단변 및 타측 단변의 각 위치 차이량에 의거하여 상기 반송 로봇에 의한 상기 워크의 가로·세로의 이동량을 보정하여 당해 워크를 소정의 위치에 수납시키는 것을 특징으로 하는 사각형 판자 모양 워크의 이송장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 얼라인먼트 수단은, 상기 일측 단변의 위치 및 각도를 검출하는 복수의 위치 센서 중 적어도 1개의 위치 센서에 의하여 상기 일측 단변에 인접하는 타측 단변의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 사각형 판자 모양 워크의 이송장치.
7. 회전 가능하게 피벗 지지되고 또한 지름 방향으로 신축 가능한 암 및 그 선단에 설치되는 핸드를 구비하고 워크를 꺼내는 위치로부터 수납 위치까지 이송하는 반송 로봇과, 상기 핸드에 지지되는 상기 워크의 위치 및 자세를 조절하기 위한 얼라인먼트 수단과, 상기 핸드에 지지되는 워크의 일측 단변에 대응하여 복수의 위치 센서를 구비하는 이송장치에 의한 사각형 판자 모양 워크의 이송장치로서,

   상기 반송 로봇은, 핸드에 지지되는 워크를 암 신축축을 따르는 세로 방향으로 이동시키는 세로 이동, 그 워크를 가로 방향으로 이동시키는 가로 이동 및 상기 암 또는 핸드의 회전에 의하여 워크를 회전시키는 회전 이동이 가능하도록 구성되고,

   상기 복수의 위치 센서는 상기 핸드 이외의 장소에 설치되고,

   상기 얼라인먼트 수단은, 상기 세로 이동에 따라 상기 복수의 위치센서에 의하여 검출되는 위치 및 각도에 의거하여 당해 워크의 세로 방향의 위치 차이량 및 암 신축축에 대한 각도 차이량을 연산하여 상기 회전 이동에 의하여 상기 워크의 자세를 암 신축축과 평행하게　되도록 조절함과　아울러 상기 가로 이동에 따라 적어도 하나의 위치 센서에 의하여 검출된 타측 단변의 위치에 의거하여 당해 워크의 가로 방향의 위치 차이량을 연산하고, 이들 연산된 세로 방향 및 가로 방향의 각 위치 차이량에 의거하여 상기 반송 로봇에 의한 상기 워크의 가로·세로의 이동량을 보정하여 당해 워크를 소정의 위치에 수납시키는 것을 특징으로 하는 사각형 판자 모양 워크의 이송장치.