[go: up one dir, main page]

TWI581929B - Substrate transfer robot and its operation method - Google Patents

Substrate transfer robot and its operation method Download PDF

Info

Publication number
TWI581929B
TWI581929B TW104121750A TW104121750A TWI581929B TW I581929 B TWI581929 B TW I581929B TW 104121750 A TW104121750 A TW 104121750A TW 104121750 A TW104121750 A TW 104121750A TW I581929 B TWI581929 B TW I581929B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
pulley
rotation axis
arm
link member
substrate
Prior art date
Application number
TW104121750A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201613732A (en
Inventor
Isao Kato
Iori Kurata
Masayuki Saito
Hirohiko Goto
Original Assignee
Kawasaki Heavy Ind Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Ind Ltd filed Critical Kawasaki Heavy Ind Ltd
Publication of TW201613732A publication Critical patent/TW201613732A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI581929B publication Critical patent/TWI581929B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68707—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a robot blade, or gripped by a gripper for conveyance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/041—Cylindrical coordinate type
    • B25J9/042—Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm
    • B25J9/043—Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm double selective compliance articulated robot arms [SCARA]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67703—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations
    • H01L21/67706—Mechanical details, e.g. roller, belt
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67742—Mechanical parts of transfer devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67763—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations the wafers being stored in a carrier, involving loading and unloading
    • H01L21/67766—Mechanical parts of transfer devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Description

基板搬送機器人及其運轉方法
本發明係關於一種具備具有共通之回轉軸線之左右之機械臂之基板搬送機器人及其運轉方法。
先前，作為用以搬送半導體晶圓等基板之基板搬送機器人，已知具備左右機械臂之基板搬送機器人。基板搬送機器人之各機械臂係包含：第1連桿構件，其可繞回轉軸線旋轉；第2連桿構件，其可旋轉地連接於第1連桿構件之前端部；及基板保持構件(手)，其可旋轉地連接於第2連桿構件之前端部。
為了簡化機器人構造等，於具備左右機械臂之基板搬送機器人中，有共通化左右機械臂之回轉軸線之基板搬送機器人(專利文獻1)。於該類型之基板搬送機器人中，以同樣長度構成第1連桿構件與第2連桿構件，且左右之基板保持構件配置成不同之高度。
另一方面，於基板搬送機器人中，於共通化左右機械臂之回轉軸線，且左右基板保持構件配置為相同高度之情形，若將第1連桿構件與第2連桿構件設定為同長度，則於將機械臂自該等伸長狀態向收縮狀態變化時，有左右機械臂之第2連桿構件彼此干涉，或第2連桿構件與回轉軸干涉之問題。
為了解決此種第2連桿構件彼此之干涉，或第2連桿構件與回轉軸之干涉之問題，研究將第2連桿構件之長度設定為較第1連桿構件之長度更短。
然而，於將第1連桿構件與第2連桿構件設定為相同長度之情形時，藉由將繞回轉軸線之第1連桿構件之旋轉速度，與第1連桿構件之前端部之繞第1旋轉軸線之第2連桿構件之旋轉速度設定為1：2，可將第2連桿構件之前端部移動軌跡設置為直線狀。
然後，藉由將繞第1旋轉軸線之第2連桿構件之旋轉速度、與第2連桿構件之前端部之繞第2旋轉軸線之基板保持構件之旋轉速度設定為2：1，將機械臂之伸縮動作之基板保持構件之姿勢維持為一定，可將基板保持構件之移動軌跡設置為直線狀。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平5-109866號公報
另一方面，為了解決左右機械臂之第2連桿構件彼此之干涉問題，或第2連桿構件與回轉軸之干涉之問題，於將第2連桿構件之長度設定為較第1連桿構件之長度更短之情形時，存在機械臂之伸縮動作時之第2連桿構件之前端部之移動軌跡成為較大偏離直線之曲線狀之問題。與此相伴，難以將基板保持構件之姿勢維持為一定，基板保持構件之移動軌跡成為較大偏離直線之曲線狀。
於不能充分確保基板保持構件之移動軌跡之直線性之情形時，難以將基板保持構件位置對準於目標位置。尤其，於第1連桿構件、第2連桿構件、及基板保持構件以藉由滑輪及帶狀物構成之動力傳達機構連動之方式構成之情形，於前後方向(X方向)及左右方向(Y方向)具有充分高之自由度，故難以調整基板保持構件之位置。
本發明係鑒於上述先前之技術之問題而完成者，目的為於具備具有共通之回轉軸線之左右機械臂、且具有配置成同高度之左右之基 板保持構件之基板搬送機器人中，使機械臂伸縮動作時之基板搬送構件之移動軌跡為大致直線狀。
又，本發明之目的為於具備具有共通之回轉軸線之左右機械臂、且具有配置為同高度之左右之基板保持構件之基板搬送機器人中，於前後方向(X方向)及左右方向(Y方向)具有充分高之自由度而可調整基板保持構件之位置。
為了解決上述問題，本發明之第1態樣之基板搬送機器人之特徵在於：具有共通之回轉軸線之左右機械臂；用以驅動上述左右機械臂之機械臂驅動機構；及用以控制上述機械臂驅動機構之控制機構；且上述左右機械臂之各者包含：第1連桿構件，其於基端部具有上述回轉軸線，於前端部具有第1旋轉軸線；第2連桿構件，其於基端部具有上述第1旋轉軸線，於前端部具有第2旋轉軸線；及基板保持構件，其構成為可保持基板，且可繞上述第2旋轉軸線旋轉；且上述左右機械臂之上述基板保持構件彼此配置為相互同高度，上述第2旋轉軸線位於較上述第1旋轉軸線更靠左右方向內側，且上述機械臂驅動機構包含：用以使上述第1連桿構件繞上述回轉軸線旋轉之第1驅動部；回轉滑輪，其可與上述第1連桿構件獨立地繞上述回轉軸線旋轉；第1滑輪，其可與上述第2連桿構件一體地繞上述第1旋轉軸線旋轉；帶狀物，其連結上述回轉滑輪與上述第1滑輪；第2滑輪，其對準上述第1旋轉軸線而配置，且固定於上述第1連桿構件；第3滑輪，其可與上述基板保持構件一體地繞上述第2旋轉軸線旋轉；及帶狀物，其連結上述第2滑輪與上述第3滑輪；且以於固定上述回轉滑輪之狀態下，藉由上述第1驅動部使上述第1連桿構件繞上述回轉軸線旋轉，使上述機械臂伸縮時之上述基板保持構件之移動軌跡成為大致直線狀之方式，設定上述回轉滑輪、上述第1滑輪、上述第2滑輪、及上述第3滑輪之間 之滑輪比。
本發明之第2態樣係如第1態樣，其特徵在於：上述滑輪比以上述基板保持構件之上述移動軌跡於上述機械臂之實際應用衝程範圍內成為大致直線狀之方式設定。
本發明之第3態樣係如第2態樣，其特徵在於：上述滑輪比以上述基板保持構件之上述移動軌跡上述機械臂之上述實際應用衝程範圍中之前方區域之衝程範圍內成為大致直線狀之方式設定。
本發明之第4態樣係如第1至第3之任一態樣，其特徵在於：上述控制機構具有下述功能，即，藉由使上述回轉滑輪旋轉，使上述第2連桿構件繞上述第1旋轉軸線旋轉，且使上述基板保持構件繞上述第2旋轉軸線旋轉，而調整上述基板保持構件之位置。
為了解決上述問題，本發明之第5態樣之基板搬送機器人之特徵在於包含：具有共通之回轉軸線之左右機械臂；用以驅動上述左右機械臂之機械臂驅動機構；及用以控制上述機械臂驅動機構之控制機構；且上述左右機械臂之各者包含：第1連桿構件，其於基端部具有上述回轉軸線，且於前端部具有第1旋轉軸線；第2連桿構件，其於基端部具有上述第1旋轉軸線，於前端部具有第2旋轉軸線；基板保持構件，其構成為可保持基板，且可繞上述第2旋轉軸線旋轉；且上述左右機械臂之上述基板保持部材彼此配置成相互同高度，上述第2旋轉軸線位於較上述第1旋轉軸線更靠左右方向內側，且上述機械臂驅動機構包含：第1驅動部，其用以使上述第1連桿構件繞上述回轉軸線旋轉；回轉滑輪，其可與上述第1連桿構件獨立而繞上述回轉軸線旋轉；第1滑輪，其可與上述第2連桿構件一體地繞上述第1旋轉軸線旋轉；帶狀物，其連結上述回轉滑輪與上述第1滑輪；第2滑輪，其對準上述第1旋轉軸線而配置，且固定於上述第1連桿構件；第3滑輪，其可與上述基板保持構件一體地繞上述第2旋轉軸線旋轉；及帶狀物， 其連結上述第2滑輪與上述第3滑輪；且上述控制裝置具有下述功能，即，藉由使上述回轉滑輪旋轉，使上述第2連桿構件繞上述第1軸線旋轉，且使上述基板保持構件繞上述第2旋轉軸線旋轉，而調整上述基板保持構件之位置。
本發明之第6態樣係如第1至第5之任一態樣，其特徵在於：上述左右機械臂具備上下兩組。
本發明之第7態樣係如第6態樣，其特徵在於：上層之上述左右機械臂中之任一機械臂之上述回轉滑輪、與下層之上述左右之機械臂中之任一機械臂之上述回轉滑輪以相互一體地旋轉之方式連結。
本發明之第8態樣係如第7態樣，其特徵在於：上層左側之上述機械臂之上述回轉滑輪與下層右側之上述機械臂之上述回轉滑輪連結，且上層右側之上述機械臂之上述回轉滑輪與下層左側之上述機械臂之上述回轉滑輪連結。
本發明之第9態樣係如第1至第8之任一態樣，其特徵在於：使上述左右之機械臂狀態自使上述機械臂自繞上述回轉軸線旋轉時之回轉半徑成為最大之機械臂伸長狀態向上述回轉半徑成為最小之機械臂收縮狀態變化時，上述第2旋轉軸線越過上述回轉軸線之位置而自前側移動至後側。
本發明之第10態樣係如第1至第9之任一態樣，其特徵在於：上述機械臂驅動機構以可獨立驅動上述左右之機械臂之各者之方式構成。
本發明之第11態樣係如第1至第10之任一態樣，其特徵在於：上述控制機構具有下述功能，即，於上述機械臂之伸縮動作中，使上述回轉滑輪及上述第1連桿構件同時或以不同之時序旋轉。
本發明之第12態樣係如第1至第11之任一態樣，其特徵在於：進而具有用以使上述機械臂沿著上述回轉軸線升降之升降驅動機構。
本發明之第13態樣係如第1至第12之任一態樣，其特徵在於：上述帶狀物係鋼帶。
為了解決上述問題，本發明之第14態樣係一種基板搬送機器人之運轉方法，其特徵在於：上述基板搬送機器人係包含具有共通之回轉軸線之左右機械臂、及用以驅動上述左右機械臂之機械臂驅動機構者，且上述左右機械臂之各者包含：第1連桿構件，其於基端部具有上述回轉軸線，且於前端部具有第1旋轉軸線；第2連桿構件，其於基端部具有上述第1旋轉軸線，於前端部具有第2旋轉軸線；基板保持構件，其構成為可保持基板，且可繞上述第2旋轉軸線旋轉；且上述左右機械臂之上述基板保持部材彼此配置成相互同高度，上述第2旋轉軸線位於較上述第1旋轉軸線更靠左右方向內側，且上述機械臂驅動機構包含：第1驅動部，其用以使上述第1連桿構件繞上述回轉軸線旋轉；回轉滑輪，其可與上述第1連桿構件獨立地繞上述回轉軸線旋轉；第1滑輪，其可與上述第2連桿構件一體地繞上述第1旋轉軸線旋轉；帶狀物，其連結上述回轉滑輪與上述第1滑輪；第2滑輪，其對準上述第1旋轉軸線而配置，且固定於上述第1連桿構件；第3滑輪，其可與上述基板保持構件一體地繞上述第2旋轉軸線旋轉；及帶狀物，其連結上述第2滑輪與上述第3滑輪；且藉由使上述回轉滑輪旋轉，使上述第2連桿構件繞上述第1軸線旋轉，且使上述基板保持構件繞上述第2旋轉軸線旋轉，而調整上述基板保持構件之位置。
本發明之第15態樣係如第14態樣，其特徵在於：上述基板搬送機器人具備上下兩組上述左右之機械臂，且將上層之上述左右機械臂中之任一機械臂之上述回轉滑輪、與下層之上述左右機械臂中之任一機械臂之上述回轉滑輪以相互一體地旋轉之方式連結。
本發明之第16態樣係如第15態樣，其特徵在於：連結上層左側之上述機械臂之上述回轉滑輪與下層右側之上述機械臂上述回轉滑 輪，且連結上層右側之上述機械臂之上述回轉滑輪與下層左側之上述機械臂之上述回轉滑輪。
本發明之第17態樣係如第14至第16之任一態樣，其特徵在於：獨立驅動上述左右機械臂之各者。
本發明之第18態樣係如第14至第17之任一態樣，其特徵在於：於上述機械臂之伸縮動作中，使上述回轉滑輪及上述第1連桿構件同時或以不同之時序旋轉。
根據本發明，於具備具有共通之回轉軸線之左右機械臂、且具有配置為同高度之左右之基板保持構件之基板搬送機器人中，可使臂伸縮動作時之基板搬送構件之移動軌跡為大致直線狀。
根據本發明，於具備具有共通之回轉軸線之左右機械臂、且具有配置為同高度之左右之基板保持構件之基板搬送機器人中，可於前後方向(X方向)及左右方向(Y方向)具有充分高之自由度地調整基板保持構件之位置。
1‧‧‧基板搬送機器人
2La‧‧‧上層之左機械臂
2Ra‧‧‧上層之右機械臂
2Lb‧‧‧下層之左機械臂
2Rb‧‧‧下層之右機械臂
3a‧‧‧上層之左右機械臂之第1連桿構件
3b‧‧‧下層之左右機械臂之第1連桿構件
4a‧‧‧上層之左右機械臂之第2連桿構件
4b‧‧‧下層之左右機械臂之第2連桿構件
5a‧‧‧上層之左右機械臂之基板保持構件(手)
5b‧‧‧下層之左右機械臂之基板保持構件(手)
6La‧‧‧上層之左機械臂之臂驅動軸(第1驅動部)
6Ra‧‧‧上層之右機械臂之臂驅動軸(第1驅動部)
6Lb‧‧‧下層之左機械臂之臂驅動軸(第1驅動部)
6Rb‧‧‧下層之右機械臂之臂驅動軸(第1驅動部)
7La‧‧‧上層之左機械臂之回轉滑輪
7Ra‧‧‧上層之右機械臂之回轉滑輪
7Lb‧‧‧下層之左機械臂之回轉滑輪
7Rb‧‧‧下層之右機械臂之回轉滑輪
8A‧‧‧滑輪驅動軸
8B‧‧‧滑輪驅動軸
9Ra‧‧‧上層之右機械臂之第1滑輪
9Ra‧‧‧下層之右機械臂之第1滑輪
10La‧‧‧上層之左機械臂之第1帶狀物
10Ra‧‧‧上層之右機械臂之第1帶狀物
10Lb‧‧‧下層之左機械臂之第1帶狀物
10Rb‧‧‧下層之右機械臂之第1帶狀物
11Ra‧‧‧上層之右機械臂之第2滑輪
11Rb‧‧‧下層之右機械臂之第2滑輪
12Ra‧‧‧上層之右機械臂之第3滑輪
12Rb‧‧‧下層之右機械臂之第3滑輪
13Ra‧‧‧上層之右機械臂之第2帶狀物
13Rb‧‧‧下層之右機械臂之第2帶狀物
14A‧‧‧滑輪連結構件
14B‧‧‧滑輪連結構件
15‧‧‧軸承構件
16‧‧‧動力傳達部
17‧‧‧升降驅動機構
18‧‧‧機器人控制器(控制機構)
A0‧‧‧回轉軸線
A1a‧‧‧上層之左右機械臂之第1旋轉軸線
A1b‧‧‧下層之左右機械臂之第1旋轉軸線
A2a‧‧‧上層之左右機械臂之第2旋轉軸線
A2b‧‧‧下層之左右機械臂之第2旋轉軸線
L1‧‧‧自第1旋轉軸線至第2旋轉軸線之長度
L2‧‧‧自第2旋轉軸線至第3旋轉軸線之長度
L3‧‧‧自第3旋轉軸線至基板保持構件之基準點之長度
l'‧‧‧自座標原點至第3旋轉軸線之長度
O‧‧‧座標原點(對應於回轉軸線A0之位置)
P‧‧‧基板保持構件之基準點
S‧‧‧基板(晶圓)
ST1‧‧‧前方區域之衝程
ST2‧‧‧後方區域之衝程
ST‧‧‧實際應用衝程
X10，Y10‧‧‧第1旋轉軸線之X、Y座標
X20，Y20‧‧‧第2旋轉軸線之X、Y座標
X30，Y30‧‧‧基板保持構件之基準點之X、Y座標
θ10‧‧‧以長度L1之線段與Y軸規定之內角之角度
θ20‧‧‧以長度L1之線段與長度L2之線段規定之內角之角度
θ30‧‧‧以長度L3之線段與正交於長度L2之線段規定之內角之角度
Φ‧‧‧以長度l'之線段與Y軸規定之內角之角度
圖1係表示本發明之一實施形態之基板搬送機器人之概略構成之俯視圖。
圖2係用以說明圖1所示之基板搬送機器人之概略構成之其他之俯視圖。
圖3係表示圖1所示之基板搬送機器人之概略構成之後視圖。
圖4係用以說明圖1所示之基板搬送機器人之機械臂驅動機構之縱剖視圖。
圖5係用以說明圖1所示之基板搬送機器人之機械臂驅動機構之其他之縱剖視圖。
圖6係用以說明圖1所示之基板搬送機器人之機械臂驅動機構之 側視圖。
圖7係用以說明圖1所示之基板搬送機器人之機械臂伸縮動作之俯視圖。
圖8係用以說明圖1所示之基板搬送機器人之滑輪比之最佳化方法之圖。
圖9係用以說明圖1所示之基板搬送機器人之滑輪比之最佳化方法之其他之圖。
圖10係用以說明圖1所示之基板搬送機器人之滑輪比之最佳化方法之其他之圖。
圖11係用以說明圖1所示之基板搬送機器人之其他之運轉方法之俯視圖。
圖12係用以說明圖1所示之基板搬送機器人之基板保持構件之位置調整動作之俯視圖。
圖13係用以說明圖1所示之基板搬送機器人之基板保持構件之位置調整動作之其他之俯視圖。
以下，參照圖式對本發明之一實施形態之基板搬送機器人及其運轉方法進行說明。
如圖1或圖4所示，本實施形態之基板搬送機器人1包含：上層之左右機械臂2La、2Ra，其具有共通之回轉軸線L0；及下層之左右機械臂2Lb、2Rb，其具有共通之回轉軸線L0。上層之左右機械臂2La、2Ra之共通之回轉軸線L0與下層之左右機械臂2Lb、2Rb之共通之回轉軸線L0係一致。
於圖1中，上層之左右機械臂2La、2Ra處於機械臂收縮狀態，下層之左右機械臂2Lb、2Rb處於機械臂伸長狀態。此處之機械臂收縮狀態係指使機械臂繞回轉軸線L0旋轉時之回轉半徑成為最小之狀態， 機械臂伸長狀態係指使機械臂繞回轉軸線L0旋轉時之回轉半徑成為最大之狀態。
上層之左右機械臂2La、2Ra與下層之左右機械臂2Lb、2Rb於機械臂收縮狀態中，自上下方向觀察相互重疊，兩者具有共通之最小回轉半徑。又，上層之左右機械臂2La、2Ra與下層之左右機械臂2Lb、2Rb即使於機械臂伸長狀態中亦自上下方向觀察相互重疊，兩者具有共通之最大伸臂範圍。
如圖1所示，上層之左右機械臂2La、2Ra各自包含中空之第1連桿構件3a、中空之第2連桿構件4a及基板保持構件(手)5a。
第1連桿構件3a於基端部具有回轉軸線A0，於前端部具有第1旋轉軸線A1a，可繞回轉軸線A0旋轉。第2連桿構件4a於基端部具有第1旋轉軸線A1a，於前端部具有第2旋轉軸線A2a，可繞第1旋轉軸線A1a旋轉。第2連桿構件4a之前端部之第2旋轉軸線A2a位於較第1連桿構件3a之前端部之第1旋轉軸線A1a更靠左右方向內側。
同樣，下層之左右機械臂2Lb、2Rb之各者具備中空之第1連桿構件3b、中空之第2連桿構件4b、及基板保持構件(手)5b。
第1連桿構件3b於基端部具有回轉軸線A0，於前端部具有第1旋轉軸線A1b，可繞回轉軸線A0旋轉。第2連桿構件4b於基端部具有第1旋轉軸線A1b，於前端部具有第2旋轉軸線A2b，可繞第1旋轉軸線A1b旋轉。第2連桿構件4b之前端部之第2旋轉軸線A2b係位於較第1連桿構件3b之前端部之第1旋轉軸線A1b更靠左右方向內側。
基板保持構件5a、5b構成為可保持半導體晶圓等之基板S，於基端部具有第2旋轉軸線A2a、A2b，可繞第2旋轉軸線A2a、A2b旋轉。
如圖3及圖4所示，構成上層之右機械臂2Ra之各構件自上按順序為：中空之第1連桿構件3a、中空之第2連桿構件4a、及基板保持構件(手)5a。上層之左機械臂2La亦為相同之構成。
又，構成下層之右機械臂2Rb之各構件自下之順序為：中空之第1連桿構件3b、中空之第2連桿構件4b、及基板保持構件(手)5b。下層之左機械臂2Lb亦為相同之構成。
如圖4所示，於下層之右機械臂2Rb之第1連桿構件3b之基端部之下表面固定有用以使第1連桿構件3b繞回轉軸線A0旋轉之機械臂驅動軸(第1驅動部)6Rb之上端。於第1連桿構件3b之基端部之內部設置有可與第1連桿構件3b獨立地繞回轉軸線A0旋轉之回轉滑輪7Rb。於回轉滑輪7Rb之中央下表面固定有用以使回轉滑輪7Rb繞旋轉軸A0旋轉之滑輪驅動軸8B之上端。
於筒狀之機械臂驅動軸6Rb之內部插通有筒狀之滑輪驅動軸8B，機械臂驅動軸6Rb與滑輪驅動軸8B以回轉軸線A0為中心同心狀地配置。
於第1連桿構件3b之前端部之內部，設置有可與第1連桿構件3b獨立地繞第1旋轉軸線A1b旋轉之第1滑輪9Rb。第1滑輪9Rb之上表面係經由連結軸而連結於第2連桿構件4b之基端部之下表面。第1滑輪9Rb係與第2連桿構件4b一體地繞第1旋轉軸線A1b旋轉。
回轉滑輪7Rb與第1滑輪9Rb係藉由第1帶狀物10Rb而連結，且經由第1帶狀物10Rb，兩滑輪7Rb、9Rb連動而旋轉。第1帶狀物10Rb較佳為鋼帶。藉由使用鋼帶，抑制微粒之產生，又，可抑制外部氣體之產生，故而適合於半導體製造之處理室等、清潔度較高之環境或真空區域之使用。
再者，於本發明之基板搬送機器人中可使用之帶狀物並非僅限於鋼帶者，亦可使用例如橡膠製之時規皮帶。
於第2連桿構件4b之基端部之內部，設置有可與第2連桿構件4b獨立地繞第1旋轉軸線A1b旋轉之第2滑輪11Rb。於第2滑輪11Rb之下表面，經由連結軸而固定於第1連桿構件3b。第2滑輪11Rb之連結軸係 插通於第1滑輪9Rb之筒狀之連結軸之內部，第1滑輪9Rb與第2滑輪11Rb以第1旋轉軸線A1b為中心，同心狀地配置。
於第2連桿構件4b之前端部之內部，設置有可與第2連桿構件4b獨立地繞第2旋轉軸線A2b旋轉之第3滑輪12Rb。第3滑輪12Rb之上表面經由連結軸而連結於基板保持構件5b之基端部之下表面。第3滑輪12Rb與基板保持構件5b繞第2旋轉軸線A2b一體地旋轉。
第2滑輪11Rb與第3滑輪12Rb藉由第2帶狀物13Rb而連結，經由第2帶狀物13Rb，兩滑輪11Rb、12Rb連動而旋轉。第2帶狀物13Rb較佳為鋼帶。如上所述，藉由使用鋼帶，可抑制微粒之產生。
上述之機械臂驅動軸6Rb、滑輪驅動軸8B、回轉滑輪7Rb、第1滑輪9Rb、第2滑輪11Rb、第3滑輪12Rb、第1帶狀物10Rb、及第2帶狀物13Rb係構成下層之右機械臂2Rb之機械臂驅動機構。
以上，對下層之右機械臂2Rb及其機械臂驅動機構之構成進行說明，如圖4所示，上層之右機械臂2Ra及其機械臂驅動機構之構成係基本上使下層之右機械臂2Rb及其機械臂驅動機構之構成對除了機械臂驅動軸及滑輪驅動軸以外之部分上下反向而構成。
上層之右機械臂2Ra及其驅動機構作為內部構造，與上述之下層之右機械臂2Rb相同，係包含回轉滑輪7Ra、第1滑輪9Ra、第1帶狀物10Ra、第2滑輪11Ra、第3滑輪12Ra、及第2帶狀物13Ra。
又，下層之左機械臂2Lb及其機械臂驅動機構之構成係基本上，使下層之右機械臂2Rb及其機械臂驅動機構之構成左右反向而構成。又，上層之左機械臂2La及其機械臂驅動機構之構成係基本上，使上層之右機械臂2Ra之構成左右反向而構成。
如圖3所示，下層之左右機械臂2Lb、2Rb之基板保持構件5b彼此配置為相互同高度，又，上層之左右機械臂2La、2Ra之基板保持構 件5a彼此配置為相互同高度。
上層之左右機械臂2La、2Ra之各臂驅動機構以能獨立驅動左右機械臂2La、2Ra之各者之方式構成。同樣，下層之左右機械臂2Lb、2Rb之各臂驅動機構以能獨立驅動左右機械臂2Lb、2Rb之各者之方式構成。
如圖5所示，於基板搬送機器人1之機械臂驅動機構中，繞回轉軸線A0同心狀地配置有4根機械臂驅動軸6La、6Ra、6Lb、6Rb，及2根滑輪驅動軸8A、8B。
上層之右機械臂2Ra之機械臂驅動軸6Ra係配置於最內側，於其外側配置有上層之左機械臂2La之機械臂驅動軸6La。
於上層之左機械臂2La之機械臂驅動軸6La之外側配置有下層之右機械臂2Rb之滑輪驅動軸8B。下層之右機械臂2Rb之回轉滑輪7Rb與上層之左機械臂2La之回轉滑輪7La係藉由滑輪連結構件14A而連結，兩滑輪7Rb、7La係一體地旋轉。因此，可藉由單一之驅動源而使兩個滑輪7Rb、7La同時旋轉。
於滑輪驅動軸8B之外側，設置有下層之右機械臂2Rb之機械臂驅動軸6Rb，於其外側配置有下層之左機械臂2Lb之機械臂驅動軸6Lb。
於下層之左機械臂2Lb之機械臂驅動軸6Lb之外側，配置有下層之左機械臂2Lb之滑輪驅動軸8A。下層之左機械臂2Lb之回轉滑輪7Lb與上層之右機械臂2Ra之回轉滑輪7Ra係藉由滑輪連結構件14B而連結，且兩滑輪7Lb、7Ra係一體地旋轉。因此，可藉由單一之驅動源而使兩滑輪7Lb、7Ra同時旋轉。
再者，機械臂驅動軸6La、6Ra、6Lb、6Rb及滑輪驅動軸8A、8B之排列並非僅限於圖5所示之排列，而可選擇各種之排列。
於上層之左右機械臂2La、2Ra之回轉滑輪7La、7Ra分別安裝有 第1帶狀物10La、10Ra。於下層之左右機械臂2Lb、2Rb之回轉滑輪7Lb、7Rb分別安裝有第1帶狀物10Lb、10Rb。
各機械臂驅動軸6La、6Ra、6Lb、6Rb及各滑輪驅動軸8A、8B係藉由各軸承構件15而可旋轉地支持。各機械臂驅動軸6La、6Ra、6Lb、6Rb及各滑輪驅動軸8A、8B於各下端部形成各動力傳達部16。於各動力傳達部16，自各伺服馬達(未圖示)之動力被傳達，藉此，各機械臂驅動軸6La、6Ra、6Lb、6Rb及各滑輪驅動軸8A、8B係分別獨立地旋轉驅動。
如圖6所示，本實施形態之基板搬送機器人1具備用以使上層及下層之左右之機械臂2La、2Ra、2Lb、2Rb之整體沿著回轉軸線A0升降之升降驅動機構17。升降驅動機構17較佳為具有作為驅動源之伺服馬達。上層及下層之左右機械臂2La、2Ra、2Lb、2Rb之各機械臂驅動機構之驅動源及升降驅動機構之驅動源係藉由機器人控制器(控制機構)18而控制。
於本實施形態之基板搬送機器人1中，於固定滑輪驅動軸8A、8B且固定回轉滑輪7La、7Ra、7Lb、7Rb之狀態下，若使機械臂驅動軸6La、6Ra、6Lb、6Rb回轉且使第1連桿構件3a、3b繞回轉軸線A0而旋轉，則藉由滑輪及帶狀物構成之動力傳達機構，動力傳達至第2連桿構件4a、4b及基板保持構件5a、5b，藉此，如圖7所示，進行機械臂2La、2Ra、2Lb、2Rb之伸縮動作。
如此，於固定回轉滑輪7La、7Ra、7Lb、7Rb之狀態下，藉由使第1連桿構件3a、3b旋轉，於機械臂伸縮動作時，將基板保持構件5a、5b之姿勢維持為一定。因此，可確實地防止於基板搬送時之與周圍構造物等之干涉，或與向基板收容部(FOUP、負載鎖室內之基板放置架等)插入基板時之基板收容部之內壁面之干涉。
再者，於本實施形態之基板搬送機器人1中，於上層及下層之機 械臂2La、2Ra、2Lb、2Rb之整體繞回轉軸線A0回轉時，機械臂驅動軸6La、6Ra、6Lb、6Rb及滑輪驅動軸8a、8b以相同之旋轉速度同時旋轉。
於本實施形態之基板搬送機器人1中，若使機械臂2La、2Ra、2Lb、2Rb自繞回轉軸線A0旋轉時之回轉半徑成為最大之機械臂伸長狀態，向回轉半徑成為最小之機械臂收縮狀態使左右之機械臂2La、2Ra、2Lb、2Rb之狀態變化時，第2旋轉軸線A2a、A2b以越過回轉軸線A0之位置而自前側移動至後側之方式構成。
因此，能夠將基板搬送構件5a、5b引入於後方，即使於圖1所示之使用前後方向之尺寸比較大之基板搬送構件5a、5b之情形，亦可確保期望之最小回轉半徑。
接著，於本實施形態之基板搬送機器人1中，以於固定回轉滑輪7La、7Ra、7Lb、7Rb之狀態下，藉由機械臂驅動軸(第1驅動部)6La、6Ra、6Lb、6Rb，使第1連桿構件3a、3b繞回轉軸線A0旋轉，且使機械臂2La、2Ra、2Lb、2Rb伸縮時之基板保持構件5a、5b之移動軌跡成為大致直線狀之方式，設定回轉滑輪7La、7Ra、7Lb、7Rb、第1滑輪9Ra、9Rb、第2滑輪11Ra、11Rb、及第3滑輪12Ra、12Rb間之滑輪比。
以下，對本實施形態之滑輪比之最佳化方法進行說明。於本實施形態中，回轉滑輪7La、7Ra、7Lb、7Rb、第1滑輪9Ra、9Rb、第2滑輪11Ra、11Rb、及第3滑輪12Ra、12Rb間之滑輪比係以機械臂2La、2Ra、2Lb、2Rb之實際應用衝程範圍內之基板保持構件5a、5b之移動軌跡成為大致直線狀之方式設定。
首先，參照圖8對機械臂2La、2Ra、2Lb、2Rb之實際應用衝程進行說明。於圖8中，正交座標之原點O係對應於回轉軸線A0之位置，且分別表示X軸自回轉軸線A0之位置算起之前後方向之距離，及Y軸 自回轉軸線A0之位置算起之左右方向之距離。再者，於本實施形態中，基板保持構件5a、5b之姿勢係平行於X軸。
如圖8所示，於使機械臂2La、2Ra、2Lb、2Rb繞回轉軸線A0旋轉時之回轉半徑成為最小之機械臂收縮狀態中，機械臂2La、2Ra、2Lb、2Rb之第2旋轉軸線A2a、A2b位於前後方向之最後側(X軸方向之最左側)。另一方面，於使機械臂2La、2Ra、2Lb、2Rb繞回轉軸線A0旋轉時之回轉半徑成為最大之機械臂伸張狀態中，機械臂2La、2Ra、2Lb、2Rb之第2旋轉軸線A2a、A2b位於前後方向之最前側(X軸方向之最右側)。
機械臂2La、2Ra、2Lb、2Rb之實際應用衝程相當於第2旋轉軸線A2a、A2b之、自最後側之位置至最前側之位置之前後方向之距離ST。於本實施形態中，實際應用衝程整體之中，屬於較回轉軸線A0之位置(座標原點O)靠前方之區域之衝程ST1、與屬於較回轉軸線A0之位置靠後方之區域之衝程ST2係相同(ST1=ST2)。
於本實施形態中，以機械臂伸張狀態(或機械臂收縮狀態)之基板保持構件5a、5b之位置為基準，於實際應用衝程範圍內，以機械臂伸縮時之基板保持構件5a、5b之軌道軌跡成為大致直線狀之方式將滑輪比最佳化。
圖9係表示關於處於機械臂伸張狀態之機械臂2La、2Ra、2Lb、2Rb之各種設計參數。各者之符號之意思係如下所述。
O：座標原點(對應於回轉軸線A0之位置)
P：基板保持構件之基準點
L1：自第1旋轉軸線至第2旋轉軸線之長度
L2：自第2旋轉軸線至第3旋轉軸線之長度
L3：自第3旋轉軸線至基板保持構件之基準點之長度
θ10：以長度L1之線段與Y軸規定之內角之角度
θ20：以長度L1之線段與長度L2之線段規定之內角之角度
θ30：以長度L3之線段與正交於長度L2之線段規定之內角之角度
l'：自座標原點至第3旋轉軸線之長度
Φ：以長度l'之線段與Y軸規定之內角之角度
X10，Y10：第1旋轉軸線之X、Y座標
X20，Y20：第2旋轉軸線之X、Y座標
X30，Y30：基板保持構件之基準點之X、Y座標
ST1：屬於實際應用衝程整體之中之前方區域之部分
再者，基板保持構件5a、5b之基準點P與於圖9中，自第2旋轉軸線之位置(X20，Y20)向X軸劃平行之直線之情形，對於該直線，自保持基板保持構件5a、5b之基板(晶圓)S之中心劃垂線時之交點對應。
然後，關於上述之設計參數，X20>0之時，以下之算式成立。
X20=ST1
Y20=L1-L2
Φ=tan-1(-X20/Y20)
l'=(X20 2+Y20 2)1/2
θ10=Φ+cos-1((l'2+L1 2-L2 2)/(2×l'×L1))
θ20=cos-1((L1 2+L2 2-l'2)/(2×L1×L2))
然後，若將回轉滑輪7La、7Ra、7Lb、7Rb之對於第1滑輪9Ra、9Rb之滑輪比(滑輪之直徑比)設置為K1，將第2滑輪11Ra、11Rb之對於第3滑輪12Ra、12Rb之滑輪比(滑輪之直徑比)設置為K2，則成為：θ20=-K1×θ10→K1=-θ20/θ10
又，由於將基板保持構件5a、5b之姿勢設置為平行於X軸，故成為：θ10+θ20+θ30=0→θ30=-θ10-θ20
因此， θ30=-K2×θ20→K2=-θ30/θ20
此處，由於如上所述，θ30=-θ10-θ20
故K2=-(-θ10-θ20)/θ20=(θ10+θ20)/θ20
根據本實施形態之基板搬送機器人1，藉由如上述般將滑輪比K1、K2最佳化，如圖10所示，於實際應用衝程ST之範圍中，可使機械臂伸縮動作時之基板搬送構件5a、5b之移動軌跡為大致直線狀。再者，於圖10中，表示本實施形態之實線及表示比較例之虛線之各者之右端相當於第1連桿構件及第2連桿構件於前方之區域直線狀延伸之情形，左端相當於以基板保持構件向前方之狀態，機械臂之第1連桿構件及第2連桿構件於後方之區域直線狀延伸之情形。
於將滑輪比(滑輪之直徑比)單純設置為1：2(K1=2、K2=0.5)之比較例之情形時，如圖10以虛線所示，機械臂伸縮動作時之基板搬送構件之移動軌跡較大偏離直線，成為曲線狀。另一方面，於本實施形態中，由於將滑輪比K1、K2如上述最佳化，故如圖10以實線所示，可使機械臂伸縮動作時之基板保持構件5a、5b之移動軌跡於機械臂2La、2Ra、2Lb、2Rb之實際應用衝程ST之範圍中為大致直線狀。
再者，於本實施形態中，如圖8所示，將前方區域之衝程ST1與後方區域之衝程ST2設定為相同，但作為變化例，可使前方衝程ST1與後方衝程ST2不同。如此，於前方衝程ST1與後方衝程ST2不同之情形時，作為滑輪比最佳化之基準衝程，選擇前方衝程ST1與後方衝程ST2之任一者。
通常，於基板搬送時，由於前方衝程ST1之移動軌跡之直線性重要，故於前方衝程ST1與後方衝程ST2不同之情形時，較佳為選擇前 方衝程ST1進行滑輪比之最佳化。
作為本實施形態之基板搬送機器人1之機械臂伸縮動作之其他之運轉方法，藉由機器人控制器(控制機構)18，於機械臂2La、2Ra、2Lb、2Rb之伸縮動作中，使第1連桿構件3a、3b及回轉滑輪7La、7Ra、7Lb、7Rb同時或以不同之時序旋轉之方式亦可。例如，於機械臂伸縮動作之中途使回轉滑輪7La、7Ra、7Lb、7Rb旋轉，如圖11所示，可使基板保持構件5a、5b之軌道向左右方向位移。此種運轉方法於例如有必要避開移動路徑之中途之障礙物時等有效。
接著，於本實施形態之基板搬送機器人1中，對調整基板保持構件5a、5b之位置而位置對準於目標位置之方法進行說明。
於固定回轉滑輪7La、7Ra、7Lb、7Rb之狀態下使第1連桿構件3a、3b旋轉而使機械臂2La、2Ra、2Lb、2Rb伸張，而使基板保持構件5a、5b移動至目標位置之附近時，使回轉滑輪7La、7Ra、7Lb、7Rb旋轉，使第2連桿構件4a、4b繞第1旋轉軸線A1a、A1b旋轉，且使基板保持構件5a、5b繞第2旋轉軸線A2a、A2b旋轉。藉此，可於前後方向(X方向)及左右方向(Y方向)調整具有充分高之自由度之基板保持構件5a、5b之位置，即基板S之位置。
再者，亦可於基板保持構件5a、5b到達目標位置之附近前，使回轉滑輪7La、7Ra、7Lb、7Rb旋轉而進行基板保持構件5a、5b之位置調整。
圖12係表示調整上層之左機械臂2La之基板保持構件5a之位置之情形，於此時，下層之右機械臂2Rb之基板保持構件5b亦同時晃動。然而，下層之右機械臂2Rb之基板保持構件5b如圖12所示，由於處於機械臂收縮狀態，故即使晃動亦無特別問題。
例如，只要將上層之左右機械臂2La、2Ra之基板保持構件5a用於處理前之基板S之搬送，將下層之左右機械臂2Lb、2Rb之基板保持 構件5b用於處理後之基板S之搬送，則無須同時實施上層之機械臂2La、2Ra之基板保持構件5a之位置調整、與下層之機械臂2Lb、2Rb之基板保持構件5b之位置調整。
再者，當處於收縮狀態之機械臂之基板保持構件晃動時，則於有與周圍之構造物干涉，或超出最小回轉半徑等之問題之情形時，使處於收縮狀態之機械臂之第1連桿構件與回轉滑輪之旋轉配合，以相同旋轉速度旋轉。藉此，處於收縮狀態之機械臂整體成為僅繞回轉軸線A0回轉，由於抑制處於收縮狀態之機械臂之基板保持構件之晃動動作，故可防止基板保持構件與周圍之構造物干涉，或超出最小回轉半徑。
然後，於本實施形態之基板搬送機器人1中，由於藉由滑輪連結構件14A、14B連結上下兩個回轉滑輪7La、7Ra、7Lb、7Rb，故可藉由單一之驅動源驅動兩個回轉滑輪7La、7Ra、7Lb、7Rb，有可削減驅動源之必要數目之優勢。
圖13係表示調整上層之左右機械臂2La、2Ra之各基板保持構件5a之位置之情形。由於可相互獨立地驅動上層之左右機械臂2La、2Ra之各回轉滑輪7La、7Ra，故可相互獨立地調整左右之基板保持構件5a之位置。
如上所述，根據本實施形態之基板搬送機器人1，由於將如上所述之滑輪比最佳化，故具備具有共通之回轉軸線A0之左右之機械臂2La、2Ra、2Lb、2Rb，於具有配置為同高度之左右之基板保持構件5a、5b之基板搬送機器人1中，可使機械臂伸縮動作時之基板搬送構件5a、5b之移動軌跡於實際應用衝程之範圍內為大致直線狀。
根據本實施形態之基板搬送機器人1，由於可藉由使回轉滑輪7La、7Ra、7Lb、7Rb旋轉而調整基板保持構件5a、5b之位置，即調整基板S之位置，故於具備具有共通之回轉軸線A0之左右機械臂 2La、2Ra、2Lb、2Rb、且具有配置為同高度之左右之基板保持構件5a、5b之基板搬送機器人1中，可於前後方向(X方向)及左右方向(Y方向)具有充分高之自由度地調整基板保持構件5a、5b之位置。
又，根據本實施形態之基板搬送機器人1，以滑輪連結構件14A連結下層之右機械臂2Rb之回轉滑輪7Rb與上層之左機械臂2La之回轉滑輪7La，且以滑輪連結構件14B連結下層之左機械臂2Lb之回轉滑輪7Lb與上層之右機械臂2Ra之回轉滑輪7Ra，由於使連結之兩個回轉滑輪相互一體地旋轉，故用以驅動回轉滑輪7La、7Ra、7Lb、7Rb之驅動源之必要數目可減半。
再者，作為回轉滑輪7La、7Ra、7Lb、7Rb之連接方法，連結上層之右機械臂2Ra之回轉滑輪7Ra與下層之右機械臂2Rb之回轉滑輪7Rb，且亦可連結上層之左機械臂2La之回轉滑輪7La與下層之左機械臂2Lb之回轉滑輪7Lb。
簡言之，將上層之左右機械臂2La、2Ra中之任一機械臂之回轉滑輪7La、7Ra與下層之左右機械臂2Lb、2Rb中之任一機械臂之回轉滑輪7Lb、7Rb以滑輪連結構件連結，以相互一體地旋轉之方式設置即可。
1‧‧‧基板搬送機器人
2La‧‧‧上層之左機械臂
2Lb‧‧‧下層之左機械臂
2Ra‧‧‧上層之右機械臂
2Rb‧‧‧下層之右機械臂
3a‧‧‧上層之左右機械臂之第1連桿構件
3b‧‧‧下層之左右機械臂之第1連桿構件
4a‧‧‧上層之左右機械臂之第2連桿構件
4b‧‧‧下層之左右機械臂之第2連桿構件
5a‧‧‧上層之左右機械臂之基板保持構件(手)
5b‧‧‧下層之左右機械臂之基板保持構件(手)
14A‧‧‧滑輪連結構件
14B‧‧‧滑輪連結構件
A0‧‧‧回轉軸線
A1a‧‧‧上層之左右機械臂之第1旋轉軸線
A1b‧‧‧下層之左右機械臂之第1旋轉軸線
A2a‧‧‧上層之左右機械臂之第2旋轉軸線
A2b‧‧‧下層之左右機械臂之第2旋轉軸線
S‧‧‧基板(晶圓)

Claims (18)

  1. 一種基板搬送機器人，其包含：具有共通之回轉軸線之左右機械臂；用以驅動上述左右機械臂之機械臂驅動機構；及用以控制上述機械臂驅動機構之控制機構；且上述左右機械臂之各者包含：第1連桿構件，其於基端部具有上述回轉軸線，於前端部具有第1旋轉軸線；第2連桿構件，其於基端部具有上述第1旋轉軸線，於前端部具有第2旋轉軸線；及基板保持構件，其構成為可保持基板，且可繞上述第2旋轉軸線旋轉；且上述左右機械臂之上述基板保持構件彼此配置為相互同高度，上述第2旋轉軸線位於較上述第1旋轉軸線更靠左右方向內側，且上述機械臂驅動機構包含：第1驅動部，其用以使上述第1連桿構件繞上述回轉軸線旋轉；回轉滑輪，其可獨立於上述第1連桿構件而繞上述回轉軸線旋轉；第1滑輪，其可與上述第2連桿構件一體地繞上述第1旋轉軸線旋轉；帶狀物，其連結上述回轉滑輪與上述第1滑輪；第2滑輪，其對準上述第1旋轉軸線而配置，且固定於上述第1 連桿構件；第3滑輪，其可與上述基板保持構件一體地繞上述第2旋轉軸線旋轉；及帶狀物，其連結上述第2滑輪與上述第3滑輪；且以於固定上述回轉滑輪之狀態下藉由上述第1驅動部使上述第1連桿構件繞上述回轉軸線旋轉，而使上述機械臂伸縮時之上述基板保持構件之移動軌跡成為大致直線狀之方式，設定上述回轉滑輪、上述第1滑輪、上述第2滑輪、及上述第3滑輪之間之滑輪比。
  2. 如請求項1之基板搬送機器人，其中上述滑輪比以於上述機械臂之實際應用衝程範圍內之上述基板保持構件之上述移動軌跡成為大致直線狀之方式設定。
  3. 如請求項2之基板搬送機器人，其中上述滑輪比以於上述機械臂之上述實際應用衝程範圍中之前方區域之衝程範圍內之上述基板保持構件之上述移動軌跡成為大致直線狀之方式設定。
  4. 如請求項1至3中任一項之基板搬送機器人，其中上述控制機構具有下述功能，即，藉由使上述回轉滑輪旋轉，使上述第2連桿構件繞上述第1旋轉軸線旋轉，且使上述基板保持構件繞上述第2旋轉軸線旋轉，而調整上述基板保持構件之位置。
  5. 如請求項1至3中任一項之基板搬送機器人，其中上述左右機械臂具備上下兩組。
  6. 如請求項5之基板搬送機器人，其中上層之左右機械臂中之任一機械臂之上述回轉滑輪，與下層之上述左右之機械臂中之任一機械臂之上述回轉滑輪以相互一體地旋轉之方式而連結。
  7. 如請求項6之基板搬送機器人，其中上層左側之上述機械臂之上述回轉滑輪與下層右側之上述機械臂之上述回轉滑輪連結，且 上層右側之上述機械臂之上述回轉滑輪與下層左側之上述機械臂之上述回轉滑輪連結。
  8. 如請求項1至3中任一項之基板搬送機器人，其中使上述左右之機械臂狀態自使上述機械臂自繞上述回轉軸線旋轉時之回轉半徑成為最大之機械臂伸長狀態向上述回轉半徑成為最小之機械臂收縮狀態變化時，上述第2旋轉軸線越過上述回轉軸線之位置而自前側移動至後側。
  9. 如請求項1至3中任一項之基板搬送機器人，其中上述機械臂驅動機構以可獨立驅動上述左右之機械臂之各者之方式構成。
  10. 如請求項1至3中任一項之基板搬送機器人，其中上述控制機構具有下述功能，即，於上述機械臂之伸縮動作中，使上述回轉滑輪及上述第1連桿構件同時或以不同之時序旋轉。
  11. 如請求項1至3中任一項之基板搬送機器人，其進而具有用以使上述機械臂沿著上述回轉軸線升降之升降驅動機構。
  12. 如請求項1至3中任一項之基板搬送機器人，其中上述帶狀物係鋼帶。
  13. 一種基板搬送機器人，其包含：具有共通之回轉軸線之左右機械臂；用以驅動上述左右機械臂之機械臂驅動機構；及用以控制上述機械臂驅動機構之控制機構；且上述左右機械臂之各者包含：第1連桿構件，其於基端部具有上述回轉軸線，且於前端部具有第1旋轉軸線；第2連桿構件，其於基端部具有上述第1旋轉軸線，於前端部具有第2旋轉軸線；基板保持構件，其構成為可保持基板，且可繞上述第2旋轉軸 線旋轉；且上述左右機械臂之上述基板保持部材彼此配置為相互同高度，上述第2旋轉軸線位於較上述第1旋轉軸線更靠左右方向內側，且上述機械臂驅動機構包含：第1驅動部，其用以使上述第1連桿構件繞上述回轉軸線旋轉；回轉滑輪，其可獨立於上述第1連桿構件而繞上述回轉軸線旋轉；第1滑輪，其可與上述第2連桿構件一體地繞上述第1旋轉軸線旋轉；帶狀物，其連結上述回轉滑輪與上述第1滑輪；第2滑輪，其對準上述第1旋轉軸線而配置，且固定於上述第1連桿構件；第3滑輪，其可與上述基板保持構件一體地繞上述第2旋轉軸線旋轉；及帶狀物，其連結上述第2滑輪與上述第3滑輪；且上述控制裝置具有下述功能，即，藉由使上述回轉滑輪旋轉，使上述第2連桿構件繞上述第1旋轉軸線旋轉，且使上述基板保持構件繞上述第2旋轉軸線旋轉，而調整上述基板保持構件之位置。
  14. 一種基板搬送機器人之運轉方法，上述基板搬送機器人包含具有共通之回轉軸線之左右機械臂、及用以驅動上述左右機械臂之機械臂驅動機構，且上述左右機械臂之各者包含：第1連桿構件，其於基端部具有 上述回轉軸線，於前端部具有第1旋轉軸線；第2連桿構件，其於基端部具有上述第1旋轉軸線，於前端部具有第2旋轉軸線；基板保持構件，其構成為可保持基板，且可繞上述第2旋轉軸線旋轉；且上述左右機械臂之上述基板保持構件彼此配置成相互同高度，上述第2旋轉軸線位於較上述第1旋轉軸線更靠左右方向內側，上述機械臂驅動機構包含：第1驅動部，其用以使上述第1連桿構件繞上述回轉軸線旋轉；回轉滑輪，其可獨立於上述第1連桿構件而繞上述回轉軸線旋轉；第1滑輪，其可與上述第2連桿構件一體地繞上述第1旋轉軸線旋轉；帶狀物，其連結上述回轉滑輪與上述第1滑輪；第2滑輪，其對準上述第1旋轉軸線而配置，且固定於上述第1連桿構件；第3滑輪，其可與上述基板保持構件一體地繞上述第2旋轉軸線旋轉；及帶狀物，其連結上述第2滑輪與上述第3滑輪；且藉由使上述回轉滑輪旋轉，使上述第2連桿構件繞上述第1旋轉軸線旋轉，且使上述基板保持構件繞上述第2旋轉軸線旋轉，而調整上述基板保持構件之位置。
  15. 如請求項14之基板搬送機器人之運轉方法，其中上述基板搬送機器人具備上下兩組上述左右之機械臂，且上層之上述左右機械臂中之任一機械臂之上述回轉滑輪、與下層之上述左右機械臂中之任一機械臂之上述回轉滑輪以相互一體地旋轉之方式連結。
  16. 如請求項15之基板搬送機器人之運轉方法，其中上層左側之上述機械臂之上述回轉滑輪與下層右側之上述機械臂上述回轉滑輪連結，且上層右側之上述機械臂之上述回轉滑輪與下層左側之上述機械臂之上述回轉滑輪連結。
  17. 如請求項14至16中任一項之基板搬送機器人之運轉方法，其中獨立驅動上述左右機械臂之各者。
  18. 如請求項14至16中任一項之基板搬送機器人之運轉方法，其中於上述機械臂之伸縮動作中，使上述回轉滑輪及上述第1連桿構件同時或以不同之時序旋轉。
TW104121750A 2014-10-10 2015-07-03 Substrate transfer robot and its operation method TWI581929B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/077170 WO2016056119A1 (ja) 2014-10-10 2014-10-10 基板搬送ロボットおよびその運転方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201613732A TW201613732A (en) 2016-04-16
TWI581929B true TWI581929B (zh) 2017-05-11

Family

ID=55652774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104121750A TWI581929B (zh) 2014-10-10 2015-07-03 Substrate transfer robot and its operation method

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10269613B2 (zh)
JP (1) JP6453353B2 (zh)
KR (1) KR102075827B1 (zh)
CN (1) CN106796907B (zh)
TW (1) TWI581929B (zh)
WO (1) WO2016056119A1 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9149936B2 (en) 2013-01-18 2015-10-06 Persimmon Technologies, Corp. Robot having arm with unequal link lengths
JP6705750B2 (ja) * 2014-01-28 2020-06-03 ブルックス オートメーション インコーポレイテッド 基板搬送装置
JP6701007B2 (ja) * 2016-06-27 2020-05-27 川崎重工業株式会社 ワーク保持機構
TWI724971B (zh) * 2016-06-28 2021-04-11 美商應用材料股份有限公司 包括間隔上臂與交錯腕部的雙機器人以及包括該者之系統及方法
JP7183635B2 (ja) * 2018-08-31 2022-12-06 東京エレクトロン株式会社 基板搬送機構、基板処理装置及び基板搬送方法
WO2020237019A1 (en) * 2019-05-21 2020-11-26 Persimmon Technologies Corporation Asymmetric dual end effector robot arm
US11850742B2 (en) * 2019-06-07 2023-12-26 Applied Materials, Inc. Dual robot including splayed end effectors and systems and methods including same
JP6880519B2 (ja) 2019-11-11 2021-06-02 株式会社安川電機 ロボットシステム、ロボットの制御方法、半導体製造システム
TWI834061B (zh) * 2021-09-10 2024-03-01 鴻勁精密股份有限公司 載送機構及其應用之輸送裝置、作業機
JP2024106800A (ja) * 2023-01-27 2024-08-08 ニデックインスツルメンツ株式会社 ロボットシステムおよび産業用ロボットの制御方法
US20250033156A1 (en) * 2023-07-28 2025-01-30 Applied Materials, Inc. Swapper for a cluster tool

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004288719A (ja) * 2003-03-19 2004-10-14 Tokyo Electron Ltd 基板搬送装置及び基板処理装置
JP2006049530A (ja) * 2004-08-04 2006-02-16 Sharp Corp 基板のロット編成装置
JP2014022598A (ja) * 2012-07-19 2014-02-03 Kawasaki Heavy Ind Ltd 基板搬送装置
JP2014073558A (ja) * 2012-10-04 2014-04-24 Hirata Corp 搬入出ロボット

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05109866A (ja) 1991-10-16 1993-04-30 Nec Corp ウエハ移載ロボツト
JPH11188670A (ja) * 1997-12-26 1999-07-13 Daihen Corp ２アーム方式の搬送用ロボット装置
JP2000072248A (ja) * 1998-08-27 2000-03-07 Rorze Corp 基板搬送装置
US6986261B2 (en) 2002-11-15 2006-01-17 Tokyo Electron Limited Method and system for controlling chiller and semiconductor processing system
JP4473075B2 (ja) * 2004-08-27 2010-06-02 川崎重工業株式会社 搬送ロボットおよびそのアーム構造体
JP4970128B2 (ja) * 2007-04-27 2012-07-04 日本電産サンキョー株式会社 産業用ロボット及び集合処理装置
JP5286451B2 (ja) 2010-08-24 2013-09-11 株式会社アルバック 搬送装置
CN103476551B (zh) 2010-11-10 2016-08-10 布鲁克斯自动化公司 双臂机器人
WO2012125572A2 (en) * 2011-03-11 2012-09-20 Brooks Automation, Inc. Substrate processing tool
US9245783B2 (en) * 2013-05-24 2016-01-26 Novellus Systems, Inc. Vacuum robot with linear translation carriage
WO2016035837A1 (ja) * 2014-09-03 2016-03-10 株式会社アルバック 搬送装置及び真空装置
TWI724971B (zh) * 2016-06-28 2021-04-11 美商應用材料股份有限公司 包括間隔上臂與交錯腕部的雙機器人以及包括該者之系統及方法
US10099377B2 (en) * 2016-06-29 2018-10-16 Applied Materials, Inc. Methods and systems providing misalignment correction in robots

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004288719A (ja) * 2003-03-19 2004-10-14 Tokyo Electron Ltd 基板搬送装置及び基板処理装置
JP2006049530A (ja) * 2004-08-04 2006-02-16 Sharp Corp 基板のロット編成装置
JP2014022598A (ja) * 2012-07-19 2014-02-03 Kawasaki Heavy Ind Ltd 基板搬送装置
JP2014073558A (ja) * 2012-10-04 2014-04-24 Hirata Corp 搬入出ロボット

Also Published As

Publication number Publication date
JP6453353B2 (ja) 2019-01-16
CN106796907A (zh) 2017-05-31
TW201613732A (en) 2016-04-16
KR102075827B1 (ko) 2020-02-10
WO2016056119A1 (ja) 2016-04-14
CN106796907B (zh) 2020-04-03
US20170294335A1 (en) 2017-10-12
US10269613B2 (en) 2019-04-23
JPWO2016056119A1 (ja) 2017-07-20
KR20170063957A (ko) 2017-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI581929B (zh) Substrate transfer robot and its operation method
JP5545337B2 (ja) ロボットアームおよびロボット
JP6051021B2 (ja) 産業用ロボットおよび産業用ロボットの制御方法
JP5847393B2 (ja) 搬送ロボット
JP3999712B2 (ja) 多関節ロボット
JP5995404B2 (ja) ウエハ搬送ロボット
JP5078738B2 (ja) ワーク搬送用ロボット
CN102085658A (zh) 水平多关节机械手以及具备该机械手的输送装置
JP2014509083A5 (zh)
JP6630727B2 (ja) 水平多関節ロボット
KR20100062926A (ko) 로봇장치 및 그 제어방법
US20240170322A1 (en) Material Handling Robot
JP5568328B2 (ja) 搬送装置
JP5893072B2 (ja) 基板搬送ロボット
JP6557475B2 (ja) 産業用ロボット
JP4489999B2 (ja) 搬送装置及び真空処理装置
KR20240118680A (ko) 로봇 시스템 및 산업용 로봇의 제어 방법
CN114126807B (zh) 非对称双末端执行器机器人臂
JP6144978B2 (ja) 搬送装置
JP2011083878A (ja) 基板搬送ロボット
JP6322318B2 (ja) 搬送装置
JP6417444B2 (ja) 搬送装置
KR20120053629A (ko) 반도체 기판 제조를 위한 로봇장치 및 그 제어방법