JP2002158272A - ダブルアーム基板搬送装置 - Google Patents
ダブルアーム基板搬送装置Info
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Abstract
ーム基板搬送装置であって、従来装置に必要とされたコ
字型バーの不要とし、ベースアームが左右に2つある形
態と比較して部品点数を少なくし、コンパクト化、軽量
化を図り、また、機械剛性の高いものとし、しかも移載
距離を長く稼ぐ。 【解決手段】 ロボットアームが、ベースアーム20の
先端部に回転自在に支持された先端アームA1及びその
先端部に回転自在に支持されワークを載置するエンドエ
フェクタE1と、ベースアーム20の先端部に回転自在
に支持され、先端アームA1の上部に重畳して取り付け
られた先端アームA2及びその先端部に回転自在に支持
されワークを載置するエンドエフェクタE2とにより構
成される。
Description
ォトマスク用基板、液晶用ガラス基板などのワークをダ
ブルアームのロボットハンドを用いて搬送する基板搬送
装置に関する。
トマスク用基板、液晶用ガラス基板などのワークの入れ
替え動作が可能なように、2個のロボットハンドをベー
ス上に備え付けた基板搬送装置が知られている(例え
ば、特開平8−274140号公報参照)。この種の基
板搬送装置においては、ロボットの中心からオフセット
された左右対象の位置より、ベースアームが2つ形成さ
れており、搬送対象となるワークは、このアームによっ
て移載動作を行う。このとき、左右のアームの先端部
は、基板搬送装置の中心線を含む平面を対称面として左
右へオフセットされており、また、このアーム先端部へ
直接、エンドエフェクタを取り付けると搬送ワークを含
むロボットの最小旋回半径を著しく大きくさせてしまう
ため、左右の基板搬送装置のハンド先端部から対称面へ
向かうコ字型バーを設け、このコ字型バーにエンドエフ
ェクタを取り付けており、ワークを載置することが可能
な構造としている。また、このコ字型バーは、それぞれ
のエンドエフェクタに載せられたワークが、アーム伸縮
の際に、互いにワークと干渉するのを防止するため、搬
送するワークのサイズに応じて、大きさを変えたものと
なっている。
上のために、基板などの処理部と移載部となるロボット
の距離をできるだけ遠く保ち、且つ省スペースで装置を
設計するために、コンパクトで移載時間の早いクリーン
な搬送装置が求められている。それと同時に、より微細
な加工が進み、移載先との繰り返し再現性と動作時の機
械剛性の向上が求められており、これらの課題が開発要
素となっていた。
置は、図3(b)、図4に示すように、装置の中心から
オフセットされた左右対称の位置よりベースアームB
1,B2が形成される。そのため、左右に張り出したベ
ースアームから上になるエンドエフェクタE1,E2で
は、製造段階での組み付け誤差が左右で異なることがあ
るため、エンドエフェクタE1とエンドエフェクタE2
の水準基準が異なることがあり得る。また、エンドエフ
ェクタが左右に分かれてあるため、上下にわたり運搬さ
れるワークWと、エンドエフェクタの干渉を防止するた
めに、コ字型バーBが設けられている。このため、この
コ字型バーBが、精度と剛性を低下させていた。
ものであり、半導体ウェハ等のワークを搬送する基板搬
送装置であって、ベースアーム先端部から先端アーム
(1)、先端アーム(2)を形成することにより、コ字
型バーの削除を可能とし、また、従来の基板搬送装置の
ようにベースアームが左右に2つある形態と比較して、
部品点数を少なくすることが可能であり、装置全体の軽
量化も可能となるダブルアーム基板搬送装置を提供する
ことを目的とする。
を達成するために、請求項1の発明は、半導体ウェハ、
フォトマスク用基板、液晶用ガラス基板などのワークを
ロボットハンドを用いて搬送する基板搬送装置であっ
て、ロボットハンドが、ベースに回転自在に支持された
ベースアーム20(図1、図2等参照、以下同様)と、
このベースアームの先端部に回転自在に支持された先端
アームA1、及びこの先端アームA1の先端部に回転自
在に支持され、ワークを載置するためのエンドエフェク
タE1と、ベースアームの先端部に回転自在に支持さ
れ、先端アームA1の上部に重畳して取り付けられた先
端アームA2、及びこの先端アームA2の先端部に回転
自在に支持され、ワークを載置するためのエンドエフェ
クタE2とにより形成されている。
に、ベースアーム(20)上に先端アーム(A1)と先
端アーム(A2)が形成されるために、図3(b)、図
4に示した従来の基板搬送装置で必要とされていたコ字
型バーBが必要でなくなる。このため、先端アームA1
と先端アームA2の機械精度が、ベースアーム20の先
端を中心とした機械精度によって起因されるため、先端
アームA1と先端アームA2の機械精度再現性が近似値
となり、それぞれのエンドエフェクタE1,E2に載せ
られるワークW1とワークW2の搬送再現性を高い再現
精度で保つことが可能となる。
れば分かるように、本発明の基板搬送装置においては、
従来の装置と比較して、最小回転半径は従来と同じR2
65(mm)であるが、アームの伸びたストレッチスト
ロークは、従来装置のst480(mm)に対して、s
t585(mm)となり、20%のストローク延長が図
られている。もって、従来装置では、先端アームが左右
対称に形成されているため、装置の占める絶対体積と上
面から視野した場合の面積が大きくなるが、本発明の装
置では、先端アーム、ベースアームの全てが、装置の中
心を垂線とした片側に集約されるため、本装置を使用す
る条件で外部デザインレイアウトの自由度が高いものと
なる。さらにまた、部品構成総数を少なくすることがで
きるため、軽量化をも図ることができる。
搬送装置において、先端アームA1と先端アームA2と
は、アーム長が等しく、ベースアーム20上にある旋回
軸心が一致し、かつ、互いに異なる高さ位置の平面上で
独立して旋回可能であるものである。この構成において
は、アームは小さい半径で旋回可能で、コンパクトな搬
送装置を実現できる。
に記載の基板搬送装置において、装置下部に配されたボ
ックスに3つの独立したモータを有し、モータM1はベ
ースアーム20を回動し、モータM2は先端アームA2
を回動し、モータM3は先端アームA1を回動するよう
な伝達手段により形成されている。
を同調、あるいは単独で駆動することで、図5に示した
動作図(A)〜動作図(E)の動作を行うことが可能で
あり、モータM1を動かしたとき、ベースアーム20を
駆動し、モータM2を動かしたとき、先端アームA2を
駆動し、モータM3を動かしたとき、先端アームA1を
駆動することとなり、伝達方法によって自由度の高い動
作となる。
搬送装置において、モータの一つの駆動形態によって、
先端アームA1が前進又は後退し、先端アームA2がベ
ースアーム20旋回軸を中心とした円運動を行なう。別
のモータの駆動形態によって、先端アームA2が前進又
は後退し、先端アームA1がベースアーム20旋回軸を
中心とした円運動を行なうものである。
に対してエンドエフェクタE1,エンドエフェクタE2
を直進に前後退可能であり、もって、ワークの入れ替え
動作が可能である。
搬送装置において、モータの駆動形態によって、ベース
アーム20に対して先端アームA1が成す角度と、ベー
スアーム20に対して先端アームA2が成す角度とを保
持したまま、ベースアーム旋回軸を中心として任意な回
転方向へロボットハンドを回動可能にしたものである。
動作が可能となり、もって、基板搬送装置に対するワー
クの受け渡し位置を自由に配置することが可能となる。
搬送装置において、モータM1及びモータM2又はモー
タM3を非同期回転させることによって、エンドエフェ
クタE1又はエンドエフェクタE2に載置したワークを
任意の軌道を通って目的の搬送範囲まで移動させるもの
である。例えば、モータM1を停止したままモータM2
又はモータM3を回転させることにより、所定の円弧軌
道を呈してエンドエフェクタE1又はエンドエフェクタ
E2に載置されたワークを前進又は後退させるものであ
る。
と搬送装置本体との間に障害物がある場合に、アームは
該障害物を回避して移動し、エンドエフェクタE1及び
エンドエフェクタE2に載置されたワークを受け渡し位
置に移載することができる。
搬送装置において、モータM2及びモータM3を同一方
向に同期して回転させ、モータM1をモータM2及びモ
ータM3の回転方向と逆方向又は非同期に回転させるこ
とにより、待機位置と受け渡し位置との間で、エンドエ
フェクタE1に載置したワークと、エンドエフェクタE
2に載置したワークを同時に搬送可能にしたものであ
る。
とエンドエフェクタE2の各々の吸着面間隔を、ワーク
が積載されるカセットの段数ピッチと同じにすること
で、ワークW1、ワークW2を同時に移載することが可
能となり、搬送スループットを向上することができる。
に記載のダブルアーム基板搬送装置において、各アーム
及びエンドエフェクタの旋回軸にモータを備えて、各ア
ーム及びエンドエフェクタを自在に旋回できるようにし
たものである。この構成によれば、各関節を自在に旋回
させることが可能であるため、請求項3乃至請求項7に
記載の動作はもとより、より多彩な搬送軌道を実現する
ことが可能となる。
アーム基板搬送装置について図面を参照して説明する。
図1、図2及び図3(a)において、基板搬送装置は、
装置下部に配され駆動源を内装するベース10と、この
ベース10に回転自在に支持され屈伸可能なロボットハ
ンドから成る。ロボットハンドは、ベース10に回転自
在に基端部が支持されたベースアーム20と、このベー
スアーム20の先端部に旋回軸心を同じくして回転自在
に上下に重畳して支持された先端アームA2,A1と、
これらの先端アームA2,A1の各先端部に回転自在に
支持されたアームA20,A10に固定され、被搬送ワーク
W1,W2を載置するためのエンドエフェクタE1,E
2とから構成されている。先端アームA2,A1及びベ
ースアーム20の旋回軸間隔は同じ長さとされている。
独立したモータM1,M2及びM3から成る。モータM
1は、ベースアーム旋回軸Cよりオフセットした位置に
配され、伝達手段11を介してベースアーム20の取り
付け中心軸となる中空支柱1に回転力を伝達し、ベース
アーム20を回動させる。さらに、このモータM1の回
転力は、ベースアーム20の先端側に取り付けられた中
空支柱5用の取り付け部に伝達され、この中空支柱5の
先端側から伝達手段17を介してエンドエフェクタE2
の取り付け部へ伝達され、且つ、中空支柱5の中間部か
ら伝達手段16を介してエンドエフェクタE1の取り付
け部へ伝達される。
オフセットした位置に配され、伝達手段12を介して、
ベースアーム旋回軸Cに同軸に中空支柱1内に配される
中空支柱2に回転力を伝達し、ベースアーム20内に配
した伝達手段13を介して先端アームA2の旋回軸に同
軸に固定される中空支柱5内に配される支柱4に伝達さ
れ、先端アームA2を回動させる。
オフセットした位置に配され、伝達手段14を介してベ
ースアーム旋回軸Cに同軸、且つ、中空支柱2内に配さ
れる支柱3に回転力を伝達し、ベースアーム20内に配
した伝達手段15を介して先端アームA1及び先端アー
ムA2の旋回軸に同軸に固定される中空支柱6に伝達さ
れ、先端アームA1を回動させる。
れた前記中空支柱5は、先端アームA1及び先端アーム
A2の旋回軸に同軸で、かつ前記支柱4を中心に配され
ている。この中空支柱5とエンドエフェクタE1が、回
転速度比1:2で伝達するように伝達手段16は構成さ
れ、また、中空支柱5とエンドエフェクタE2が回転速
度比1:2で伝達するように伝達手段17は構成されて
いる。伝達手段11〜17は、旋回軸に固定したプーリ
と、プーリ間に架けられるベルトにより構成すればよ
い。
を支柱1を通してベースアーム20へ伝達する手段であ
る。伝達手段12は、モータM2の軸出力をベースアー
ム20の旋回軸に同軸に配される中空支柱2へ伝達する
手段である。伝達手段13は、伝達手段12により配さ
れた出力をベースアーム20内に配し、先端アームA2
の旋回軸に同軸に固定される支柱4に伝達する手段であ
る。伝達手段14は、モータM3の軸出力をベースアー
ム20の旋回軸に同軸に配される伝達手段12により使
用されている中空支柱1内の支柱3へ伝達する手段であ
る。伝達手段15は、伝達手段14により配された出力
をベースアーム20内に配し、先端アームA1及び先端
アームA2の旋回軸に同軸で支柱4を中心に配する中空
支柱6に伝達する手段である。伝達手段16は、支柱4
を中心に配した支柱5において先端アームA1、エンド
エフェクタ回転軸へ伝達する手段である。そして、伝達
手段17は、支柱4から先端アームA2、エンドエフェ
クタ回転軸へ伝達する手段である。
による基板搬送装置の作用効果を説明する。図3(a)
に示したように、ベースアーム旋回軸Cを中心とするロ
ボットアームの最小回転半径は、R265(mm)であ
り、従来と同等であるが、待機位置からワークの受け渡
し位置にロボットアームが前進する時のストレッチスト
ローク(ストレッチ状態を破線で示す)は、従来装置よ
りも長くなり、ストローク延長、すなわちワークの移載
距離を長く稼ぐことができる。
端アーム、ベースアームの全てが、装置の中心を垂線と
した片側に集約されるため、装置がコンパクトで、レイ
アウトの自由度が高いものとなり、さらには、部品点数
が少なくて済み、低コスト化、軽量化を図れる。また、
ダブルアーム型でありながら、従来装置のようにコ字型
バーを必要とすることなく、エンドエフェクタの干渉を
防止することができ、コ字型バーを用いないため、上述
したように、精度と剛性の向上が図れる。
板搬送装置の動作を平面視で示す。(A)は待機状態、
(B−1)はエンドエフェクタE2が伸び始め状態、
(C−1)はエンドエフェクタE2がワーク受け渡し位
置まで伸びた状態、(B−2)はエンドエフェクタE1
が伸び始め状態、(C−2)はエンドエフェクタE1が
ワーク受け渡し位置まで伸びた状態を示す。(D)は本
装置のベースアーム20を固定し、先端アームA2を回
動した時のワークW2の軌跡、(E)は本装置のベース
アーム20を固定し、先端アームA1を回動した時のワ
ークW1の軌跡を示す。(D),(E)では、ワークを
所定の円弧軌道を呈して移動させることができ、この動
作は、3つのモータM1,M2及びM3を上述したよう
に個別に駆動制御することで得られる。ワークの受け渡
し位置と搬送装置本体との間に障害物がある場合に、ア
ームは障害物を回避して移動し、エンドエフェクタE
1,E2に載置されたワークW1,W2を受け渡し位置
に移載することができる。
られることなく、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の
変形が可能である。
視図。
は同装置の全体の側断面図。
装置の平面図、(b)は従来方式による基板搬送装置の
平面図。
平面図であり、(A)は待機状態の図、(B−1)はエ
ンドエフェクタE2が伸び始め状態の図、(C−1)は
エンドエフェクタE2がワーク受け渡し位置まで伸びた
状態の図、(B−2)はエンドエフェクタE1が伸び始
め状態の図、(C−2)はエンドエフェクタE1がワー
ク受け渡し位置まで伸びた状態の図、(D)はワークW
2の軌跡を示す図、(E)はワークW1の軌跡を示す
図。
Claims (8)
- 【請求項1】 半導体ウェハ、フォトマスク用基板、液
晶用ガラス基板などのワークをダブルアームのロボット
ハンドを用いて搬送する基板搬送装置であって、 前記ロボットハンドは、 ベースに回転自在に支持されたベースアームと、 このベースアームの先端部に回転自在に支持された先端
アーム(1)と、この先端アーム(1)の先端部に回転
自在に支持され、ワークを載置するためのエンドエフェ
クタ(1)と、 前記ベースアームの先端部に回転自在に支持され、前記
先端アーム(1)の上部に取り付けられた先端アーム
(2)と、 この先端アーム(2)の先端部に回転自在に支持され、
ワークを載置するためのエンドエフェクタ(2)とから
構成されていることを特徴とするダブルアーム基板搬送
装置。 - 【請求項2】 先端アーム(1)と先端アーム(2)と
は、アーム長が等しく、ベースアーム上にある旋回軸心
が一致し、かつ、異なる高さ位置の平面上で独立して旋
回可能であることを特徴とする請求項1に記載のダブル
アーム基板搬送装置。 - 【請求項3】 装置下部に配されるベース内に3つの独
立したモータを有し、 モータ(1)は、ベースアームを回動するように設けら
れ、 モータ(2)は、ベースアーム旋回軸と同軸に配される
支柱(2)を回動し、その回動力がベースアーム内に設
けられた伝達手段(3)を介して、先端アーム(2)の
旋回軸と同軸でベースアームに回動不能に固定された中
空支柱(5)内に設けられ、かつ、先端アーム(2)と
一体に固定された支柱(4)に伝達され、先端アーム
(2)を回動するように設けられ、 モータ(3)は、支柱(2)内に設けられた支柱(3)
を回動し、その回動力がベースアーム内に設けられた伝
達手段(5)を介して、先端アーム(1)及び先端アー
ム(2)の旋回軸と同軸で、先端アーム(1)と一体に
固定された支柱(6)に伝達され、先端アーム(1)を
回動するように設けられ、 更に、ベースアーム先端部に先端アーム(1)及び先端
アーム(2)の旋回軸と同軸で、かつ前記支柱(4)を
中心に配した前記中空支柱(5)とエンドエフェクタ
(1)の旋回軸は、回転速度比1:2で回転を伝達する
よう前記先端アーム(1)内に伝達手段(6)を備え、 前記中空支柱(5)とエンドエフェクタ(2)の旋回軸
は、回転速度比1:2で回転を伝達するよう前記先端ア
ーム(2)内に伝達手段(7)を備えることを特徴とす
る請求項1又は請求項2に記載のダブルアーム基板搬送
装置。 - 【請求項4】 モータ(1)及びモータ(2)を同方向
に同期して回転させ、モータ(3)をモータ(1)及び
モータ(2)の回転方向とは逆方向に同じ回転速度で回
転させることにより、エンドエフェクタ(1)先端に載
置したワークをベースアーム旋回軸より放射方向に直線
運動させ、同時にエンドエフェクタ(2)に載置したワ
ークは、ベースアーム旋回軸を中心とする円運動を行な
わせ、または、モータ(1)及びモータ(3)を同方向
に同期して回転させ、モータ(2)をモータ(1)及び
モータ(3)の回転方向とは逆方向に同じ回転速度で回
転させることにより、エンドエフェクタ(2)先端に載
置したワークをベースアーム旋回軸より放射方向に直線
運動させ、同時にエンドエフェクタ(1)に載置したワ
ークは、ベースアーム旋回軸を中心とする円運動を行な
わせ、 エンドエフェクタ(1)またはエンドエフェクタ(2)
のいずれか一方のワークをベースアーム旋回軸より放射
方向に搬送するようにモータを制御することを特徴とす
る請求項3に記載のダブルアーム基板搬送装置。 - 【請求項5】 モータ(1)とモータ(2)とモータ
(3)を同一方向に同期して回転させることにより、ベ
ースアームに対して先端アーム(1)及び先端アーム
(2)が成す角度を保持したまま、ベースアーム旋回軸
を中心として任意の回転方向へエンドエフェクタ(1)
及びエンドエフェクタ(2)を回動可能としたことを特
徴とする請求項3に記載のダブルアーム基板搬送装置。 - 【請求項6】 モータ(1)及びモータ(2)又はモー
タ(3)を非同期回転させることによって、エンドエフ
ェクタ(1)又はエンドエフェクタ(2)に載置したワ
ークを任意の軌道を通って目的の搬送位置まで移動する
よう制御することを特徴とする請求項3に記載のダブル
アーム基板搬送装置。 - 【請求項7】 モータ(2)及びモータ(3)を同一方
向に同期して回転させ、モータ(1)をモータ(2)及
びモータ(3)の回転方法と逆方向又は非同期に回転さ
せることにり、エンドエフェクタ(1)に載置したワー
クと、エンドエフェクタ(2)に載置したワークを異平
面の同じ軌道で搬送するように制御することを特徴とす
る請求項3に記載のダブルアーム基板搬送装置。 - 【請求項8】 各アーム及びエンドエフェクタの旋回軸
にモータを備えていることを特徴とする請求項1又は請
求項2に記載のダブルアーム基板搬送装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000351463A JP2002158272A (ja) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | ダブルアーム基板搬送装置 |
| KR1020010070684A KR100771903B1 (ko) | 2000-11-17 | 2001-11-14 | 더블아암 기판 반송장치 |
| US09/988,959 US6669434B2 (en) | 2000-11-17 | 2001-11-16 | Double arm substrate transport unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000351463A JP2002158272A (ja) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | ダブルアーム基板搬送装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002158272A true JP2002158272A (ja) | 2002-05-31 |
Family
ID=18824522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000351463A Pending JP2002158272A (ja) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | ダブルアーム基板搬送装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6669434B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002158272A (ja) |
| KR (1) | KR100771903B1 (ja) |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
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| A02 | Decision of refusal |
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| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060712 |
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| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
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| A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20060922 |