專利名稱：搬運機器人和基板處理設備的制作方法
搬運機器人和基板處理設備技術領域
本文公開的實施方式涉及一種搬運機器人和基板處理設備。
背景技術：
在過去，布置在稱為EFEM (設備前端模塊)的殼體中的搬運機器人已知為用于搬 運諸如半導體晶片或液晶面板之類的基板的水平多關節(jié)型機器人的一個示例(例如參見日 本專利申請公報No. 2008 — 103755)。
EFEM是設置在半導體處理設備的前面?zhèn)鹊哪K。在局部清潔的環(huán)境中，EFEM能夠 通過使用搬運機器人而在基板供給單元和基板處理單元之間傳送基板。
通常，搬運機器人包括臂單元，該臂單元具有能夠保持被搬運物體的手部；基座 單元，該基座單元用于以可水平旋轉的方式支撐所述臂單元；以及升降機構，該升降機構用 于通過使連接至所述臂單元的升降構件沿著布置在所述基座單元中的豎直軸上升或下降 來向上和向下移動所述臂單元。
有時會出現(xiàn)這種情況，即EFEM不僅包括作為基板供給單元的基板存儲容器，而 且還包括其他裝置，例如用于檢測基板的取向和對準基板的對準裝置。為了減少EFEM的安 裝面積，這些裝置經(jīng)常在殼體內布置于基板存儲容器的上方。
在包括諸如對準裝置等的其他裝置的EFEM中使用的搬運機器人中，有時需要臂 的上下運動范圍進一步向上延伸超過基板存儲容器的下端和上端之間的、取出基板所需的距離。
為此，可以想到僅僅加長搬運機器人的身長。然而，從殼體的底面到基板存儲容器 的下端的高度是由標準規(guī)定的。因此，在設置有升降機構的搬運機器人中，為了獲得所需的 上下運動范圍，如果向上加長支撐所述臂的基座單元，則有時會出現(xiàn)這種情況向下移動到 最下限的臂定位得比基板存儲容器的下端高。
換言之，如果嘗試將所述臂向下移動到與基板存儲容器的下端對應的位置，則所 述臂會與基座單元的上表面發(fā)生干涉。發(fā)明內容
鑒于上述問題，本文公開的實施方式提供了一種搬運機器人和基板處理設備，所 述搬運機器人和基板處理設備能夠在增大所述臂單元的上下運動范圍的情況下將臂單元 向下移動到必要的最低位置。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種搬運機器人，該搬運機器人包括臂單元，該 臂單元具有能夠保持其中一個被搬運物體的手部；安裝至安裝框架的基座單元，該基座單 元以可水平旋轉的方式支撐所述臂單元；附裝構件，該附裝構件被構造成將所述基座單元 附裝至所述安裝框架；以及升降機構，該升降機構布置在所述基座單元內并設置有聯(lián)接至 所述臂單元的升降構件，該升降機構被構造成通過使所述升降構件沿著豎立地安裝在所述 基座單元內的豎直軸上下運動而使所述臂單元在限定于所述基座單元上方的臂單元上下運動范圍內上下運動，其中，在所述基座單元的延伸從該基座單元的底壁到所述附裝構件 的規(guī)定高度的部分嵌入在所述安裝框架的基座收容凹部中的狀態(tài)下，所述基座單元固定至 所述安裝框架。
通過這種構造，可以擴大包括手部的臂單元的高度方向的接近范圍，同時防止搬 運機器人的尺寸變得較大。


從如下結合附圖給出的實施方式的描述將清楚當前公開內容的目的和特征，其 中
圖1是示出了設置有根據(jù)一個實施方式的搬運機器人的基板處理設備的示意性 說明圖2是根據(jù)一個實施方式的搬運機器人的示意性說明圖；以及
圖3是根據(jù)比較例的搬運機器人的示意圖。
具體實施方式
現(xiàn)在將參照形成實施方式的一部分的附圖詳細地描述本文公開的搬運機器人和 基板處理設備的一個實施方式。然而，本發(fā)明不限于下面將要描述的實施方式。
(基板處理設備)
首先，將對根據(jù)一個實施方式的基板處理設備I進行描述。圖1是示出了設置有 根據(jù)一個實施方式的搬運機器人10的基板處理設備I的示意性說明圖。
如圖1所示，該基板處理設備I包括搬運機器人10 ;殼體20，該殼體20用于在其 基本中央?yún)^(qū)域中容納搬運機器人10 ;基板供給單元3，該基板供給單元3設置在殼體20的 一個側表面21附近；以及基板處理單元4，該基板處理單元4設置在殼體20的另一個側表 面22附近。在圖1中，附圖標記“100”表示底面，基板處理設備I安裝在該底面上。
在殼體20上設置有用于凈化氣體的過濾器2。殼體20是能夠通過使由過濾器2 凈化的向下流動的清潔氣體與外部隔離而保持其內部空間清潔的所謂的EFEM(設備前端模 塊)。在用作殼體20的底壁部的安裝框架23的下表面上設置有支腿24，所述支腿24用于 將殼體20支撐在該殼體20與底面100間隔開規(guī)定距離D (例如100mm)的狀態(tài)下。
搬運機器人10包括設置有手部11的臂單元12，該手部11能夠保持被搬運物體， 例如諸如半導體晶片或液晶面板之類的基板5。臂單元12以可豎直移動且可水平旋轉的 方式支撐在基座單元13上，該基座單元13安裝在用作殼體20的底臂部的安裝框架23上。 稍后將更詳細地描述搬運機器人10。
基板供給單元3包括箱形盒30，該箱形盒30用于沿著高度方向以多段的方式收 容多個基板5 ;以及盒開啟件(未示出)，該盒開啟件用于打開所述盒30的蓋子，從而能夠將 基板5取出到殼體20內。成套的盒30和盒開啟件被安置在具有規(guī)定高度的工作臺31上， 并且與殼體20的一個表面21以間隔開的關系布置。
另一方面，基板處理單元4被設計成對基板5執(zhí)行規(guī)定處理，例如化學氣相沉積、 蝕刻或曝光。根據(jù)本實施方式的基板處理設備I的基板處理單元4包括必要處理裝置40， 該必要處理裝置40以與基板供給單元3對置的關系布置在殼體20的另一個表面22附近。
這樣，基板供給單元3和基板處理單元4隔著搬運機器人10以相互對置的關系布置。
在殼體20內設置有對準裝置6。該對準裝置6定位成比基板供給單元3的盒30 和基板處理單元4的處理裝置40高。
通過該構造，基板處理設備I的搬運機器人10能夠通過將臂單元12從基座單元 13向上移動或使臂單元12旋轉而將放置在手部11上的基板5搬運到期望位置。
更具體地說，根據(jù)本實施方式的搬運機器人10從盒30取出基板5，并將基板5搬 運到對準裝置6?；?由對準裝置6對準。之后，將由此對準的基板5搬運到處理裝置 40。在處理裝置40中被處理的基板5再次被收容在盒30內。
(搬運機器人)
現(xiàn)在將參照圖2和圖3更詳細地描述根據(jù)當前實施方式的搬運機器人10。圖2是 根據(jù)一個實施方式的搬運機器人10的示意性說明圖。圖3是根據(jù)比較例的搬運機器人50 的示意性說明圖。
圖3中所示的比較例的搬運機器人50與當前實施方式的搬運機器人10的區(qū)別在 于基座單元53的高度以及固定法蘭8的附裝位置方面。然而，比較例的搬運機器人50在 功能上與當前實施方式的搬運機器人10相同。在圖3中，與當前實施方式的搬運機器人10 的部件相同的部件(除了基座單元13之外)由與圖2中使用的附圖標記相同的附圖標記表 示。對比較例的搬運機器人50不再進行詳細描述。
如圖2所示，搬運機器人10如上所述包括臂單元12，該臂單元12設置有能夠保 持基板5的手部11。臂單元12包括第一臂121，該第一臂121的基端部連接至連接本體 120 ;第二臂122，該第二臂122的基端部連接至第一臂121的末端部；以及手部11，該手部 11的基端部連接至第二臂122的末端部。
在圖2所示的當前實施方式的搬運機器人10中，手部11具有能夠將基板5支撐 在可搬運狀態(tài)下的結構。盡管在圖中沒有示出，但手部11可以具有能夠保持被搬運物體的 其他結構，例如能夠吸附基板5的結構或能夠抓握或夾持基板5的結構。
第一臂121借助圖2中沒有示出的旋轉軸以可水平旋轉的方式連接至連接本體 120的上端。連接本體120能夠借助稍后描述的升降機構7而向上和向下運動。第二臂122 借助在豎直方向延伸的第一旋轉軸123以可旋轉的方式連接至第一臂121的末端部。手部 11借助在豎直方向延伸的第二旋轉軸124以可旋轉的方式連接至第二臂122的末端部。
搬運機器人10還包括基座單元13和布置在該基座單元13內的升降機構7，所述 基座單元13構造成以可水平旋轉的方式支撐臂單元12，并安裝在作為殼體20的底壁部的 安裝框架23上。稍后將詳細描述升降機構7。
基座單元13由底壁131、頂壁132和側壁133形成為箱形。在當前實施方式中，基 座單元13的外部形狀在平面圖中看時是矩形的。然而，基座單元13的外部形狀不必限于 矩形形狀，而可以是多邊形或圓形的。
布置在基座單元13中的升降機構7包括用作驅動動力源的馬達70和用作豎立地 安裝在基座單元13內的豎直軸的螺桿71。如圖2所示，馬達70和螺桿71借助附裝至馬達 軸700的第一帶輪701、附裝至螺桿71的下端的第二帶輪702和圍繞第一帶輪701和第二 帶輪702纏繞的動力傳輸帶703而彼此以操作的方式連接。
升降機構7還包括升降構件72，該升降構件72聯(lián)接至臂單元12的連接本體120 并螺紋聯(lián)接至螺桿71 ;以及一對線性引導件73，該一對線性引導件73用于引導所述升降構件72的上下運動。所述線性引導件73以相互對置的關系沿著側壁133從基座單元13的底壁131豎直地延伸到頂壁132。
通過如上所述構造的升降機構7，如果螺桿71借助馬達70旋轉，則升降構件72沿著螺桿71在規(guī)定的上下運動范圍內向上和向下線性地移動。因而，臂單元12在限定于基座單元13上方的臂單元上下運動范圍α內向上和向下運動。在這方面，升降構件72在基座單元13內的上下運動范圍設定為基本上等于在基座單元13上方限定的臂單元上下運動范圍a。鑒于在安裝過程中產(chǎn)生的高度偏差以及為了輸送基板5，要求搬運機器人10能夠在豎直方向上留有公差的情況下接近基板5。因此，在實際中，將升降構件72的在基座單元 13內的上下運動范圍設定為略微大于臂單元上下運動范圍α。
螺桿71的下端借助下軸承74以可旋轉的方式支撐在基座單元13的底壁131上， 螺桿71的上端借助上軸承74以可旋轉的方式支撐在基座單元13的頂壁132上。然而，螺桿71的支撐位置不限于底壁131和頂壁132。
在螺桿71上在如下范圍內形成螺紋部，S卩使得升降構件72能夠在規(guī)定的上下運動范圍內向上和向下運動。螺桿71可以通過使用支架等布置在底壁131和頂部132之間。
例如，在當前實施方式中，可以優(yōu)選地使用滾珠絲杠作為螺桿71?？梢栽谏禈嫾?72中設置滾珠絲杠螺母。
在以上描述的構造中，如圖2所示，基座單元13設置有作為基座附裝部的固定法蘭8。固定法蘭8在基座單元13的側壁133上布置在與底壁131間隔開規(guī)定高度h的位置。
在殼體20的安裝框架23中形成有基座接納凹部25。在基座單元13的從底壁131 延伸到固定法蘭8的下端的部分嵌入在基座接納凹部25中的狀態(tài)下，基座單元13固定至安裝框架23。盡管在圖2中沒有示出，但在固定法蘭8中形成有螺栓插入孔。固定法蘭8 和安裝框架23 借助插入穿過所述螺栓插入孔的螺栓而彼此連接并固定。
在基板處理設備I中，預先規(guī)定基座單元高度HO，使得布置在殼體20內的搬運機器人10的手部11能夠接近收容在盒30內的最下段中的基板5。在這方面，基座單元高度 HO表示從安裝框架23的上表面到基座單元13的頂壁132的高度。
為了使得手部11能夠到達對準裝置6，臂單元上下運動范圍α需要大于由位于盒 30的最下段中的基板51與位于盒30的最上段中的基板52之間的間隙限定的第一上下運動范圍XI。換言之，臂單元上下運動范圍α需要設置成比第一上下運動范圍Xl大規(guī)定長度。
在這方面，所述規(guī)定長度表示從最上面基板52到規(guī)定升程的尺寸。換言之，該規(guī)定長度是指與限定在最上面基板52與布置在最上面基板52上方的對準裝置6之間的第二上下運動范圍Χ2對應的間隙。
因此，在當前實施方式的搬運機器人10中，基座單元13的長度Hl增加了與第二上下運動范圍Χ2對應的長度，使得第二上下運動范圍Χ2能夠包含在所述臂單元上下運動范圍α內。
通過將基座單元13的身長(stature)增加與第二上下運動范圍X2對應的長度，可以將升降構件72在基座單元13內的上下運動范圍擴大與基座單元13的身長的增加對應的量。
將這樣擴大的與第二上下運動范圍X2對應的長度設定為等于固定法蘭8的安裝高度，由此由該安裝框架23的厚度“t”吸收基座單元13的高度的增加。
在當前實施方式中，如圖2所示，距離底壁131的規(guī)定高度“h”，即固定法蘭8的附裝高度設定為等于安裝框架23的厚度“t”。因此，基座單元13的底壁131的背面與安裝框架23的背面基本上齊平。
這樣，根據(jù)當前實施方式的搬運機器人10的基座單元13的長度Hl被設定為大于基座單元高度HO (從安裝框架23的上表面到基座單元13的頂壁132的高度)。然而，臂單元12的手部11能夠順暢地接近收容在盒30內的最下段中的基板5，而不會與基座單元13 的頂壁132發(fā)生干涉。
由于第二上下運動范圍X2包含在臂單元上下運動范圍α內，因此臂單元12的手部11沒有任何問題地到達對準裝置6。
接下來，將比較根據(jù)當前實施方式的搬運機器人10的基座單元13的構造與圖3 中所示的搬運機器人50的構造。如圖3中所示，根據(jù)比較例的搬運機器人10的基座單元 53包括布置在側壁133的最下端處的固定法蘭8。換言之，基座單元53安置在殼體20的安裝框架23上，并且在該狀態(tài)下連接并固定到安裝框架23。安裝框架23的上表面與基座單元53的底壁131的背面接觸。
在根據(jù)比較例的搬運機器人50中，基座單元53的長度Η2必須被設定為等于基座單元高度HO (從安裝框架23的上表面到基座單元53的頂壁132的高度)。
由于采用上述升降機構7 (參見圖2和圖3)，在比較例的搬運機器人50中難以將臂單元上下運動角度α設定為大于第一上下運動范圍XI。在比較例的搬運機器人50中， 如圖3所示，第一上下運動范圍Xl變成臂單元上下運動范圍α。
然而，在根據(jù)當前實施方式的搬運機器人10中，在基座單元13的延伸從底壁131 到固定法蘭8的規(guī)定高度h的部分嵌入在安裝框架23的基座接納凹部25中的狀態(tài)下，基座單元13固定至安裝框架23。
因此，手部11能夠達到位于盒30上方的對準裝置6，并且能夠接近位于盒30的最下段中的基板51，而不會發(fā)生第一臂121與基座單元13的頂壁132干涉的情況。
由于基座單元13以被嵌入的狀態(tài)固定至安裝框架23，因此與如在比較例的搬運機器人50中那樣將基座單元53安置在安裝框架23上并固定至安裝框架23的情況相比， 可以提高固定強度。
另外，臂單元上下運動范圍α被設定為包括第一上下運動范圍Xl和第二上下運動范圍Χ2，所述第一上下運動范圍Xl由位于盒30的最下段中的基板51和位于盒30的最上段中的基板52之間的間隙限定，所述第二上下運動范圍Χ2由位于盒30的最上段中的基板52和從基板52向上間隔開規(guī)定距離的位置之間的間隙限定。
從底壁131到固定法蘭8的規(guī)定高度“h”被設定為與第二上下運動范圍X2 —致。 而且，所述規(guī)定高度“h”被設定為落入與安裝框架23的厚度“t”對應的尺寸內。這消除了基座單元13的底壁131向下突出超過安裝框架23的可能。
因此，當殼體20由鏟車等運輸時，即使將鏟車的叉齒插入安裝框架23的下面，叉齒也不會與基座單元13的底壁131碰撞。
在根據(jù)當前實施方式的搬運機器人10中，如圖2所示，作為螺桿71的滾珠絲桿的螺紋部的下端位于安裝框架23的厚度“t”的范圍內。同樣，升降構件72的上下運動范圍的下端位于安裝框架23的厚度“t”的范圍內。
因而，在限制基座單元高度HO (即從安裝框架23的上表面到基座單元13的頂壁 132的高度)的情況下，升降構件72在基座單元13內的上下運動范圍能夠有效地設定成與臂單元上下運動范圍α —致。
本領域技術人員能夠容易地推導出上述實施方式的其他新穎效果和其他修改示例。為此，本發(fā)明的寬廣方面并不限于上面已經(jīng)示出和描述的具體公開內容和代表性實施方式。因而，在不脫離由所附權利要求及其等同物限定的總體發(fā)明構思的精神和范圍的情況下可以以許多不同形式修改本發(fā)明。
例如，盡管在上述實施方式中，固定法蘭8的附裝高度，即距離底壁131的規(guī)定高度“h”設定為等于安裝框架23的厚度“t”，但該規(guī)定高度“h”不需要必需設定為等于安裝框架23的厚度“t”。而只需要將該規(guī)定高度“h”設定為落入安裝框架23的厚度“t”內即可。換言之，優(yōu)選的是基座單元13的底壁131不向下突出超過安裝框架23。
關于升降機構7的結構，只要聯(lián)接至臂單元12的升降構件72能夠沿著豎立地安裝在基座單元13內的豎直軸上下運動，則該豎直軸不需要一定是諸如上述滾珠絲桿之類的螺桿71。至于馬達70的布局以及用于將動力傳輸至螺桿71的結構，不必總是使用帶輪 /帶組合(例如，第一帶輪701、第二帶輪702、和動力傳輸帶703)。
權利要求
1.一種搬運機器人，該搬運機器人包括臂單元，該臂單元具有能夠保持其中一個被搬運物體的手部；安裝至安裝框架的基座單元，該基座單元以可水平旋轉的方式支撐所述臂單元；附裝構件，該附裝構件被構造成將所述基座單元附裝至所述安裝框架；以及升降機構，該升降機構布置在所述基座單元內并設置有聯(lián)接至所述臂單元的升降構件，該升降機構被構造成通過使所述升降構件沿著豎立地安裝在所述基座單元內的豎直軸上下運動，使所述臂單元在限定于所述基座單元上方的臂單元上下運動范圍內上下運動；其中，在所述基座單元的延伸規(guī)定高度的部分嵌入在所述安裝框架的基座收容凹部中的狀態(tài)下，所述基座單元固定至所述安裝框架，所述規(guī)定高度是從該基座單元的底壁到所述附裝構件的高度。
2.根據(jù)權利要求1所述的機器人，其中，所述附裝構件是設置在所述基座單元的側表面上的固定法蘭。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的機器人，其中，這些被搬運物體以多段的方式布置在豎直延伸的規(guī)定區(qū)域內，所述臂單元上下運動范圍包括第一上下運動范圍和第二上下運動范圍，所述第一上下運動范圍由位于所述規(guī)定區(qū)域內的最下段中的被搬運物體與位于所述規(guī)定區(qū)域內的最上段中的被搬運物體之間的間隙限定，所述第二上下運動范圍由位于所述最上段中的被搬運物體與從位于所述最上段中的被搬運物體向上間隔開規(guī)定距離的位置之間的間隙限定，從所述基座單元的所述底壁到所述附裝構件的所述規(guī)定高度被設定為與所述第二上下運動范圍一致。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的機器人，其中，從所述基座單元的所述底壁到所述附裝構件的所述規(guī)定高度被設定為落入所述安裝框架的厚度內。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的機器人，其中，所述安裝框架構成一殼體的底壁，在所述殼體的頂端設置有用于凈化氣體的過濾器，所述殼體能夠通過將由所述過濾器凈化的向下流動的清潔氣體與外部隔離而保持其內部空間清潔。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的機器人，其中，所述豎直軸包括具有螺紋部的螺桿，該螺紋部的下端位于所述安裝框架的厚度的范圍內。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的機器人，其中，所述升降構件的上下運動范圍的下端位于所述安裝框架的厚度的范圍內。
8.一種基板處理設備，該基板處理設備包括權利要求1或2所述的搬運機器人；基板供給單元，該基板供給單元布置在一殼體的一個側表面附近，在所述殼體內布置所述搬運機器人；以及基板處理單元，該基板處理單元設置在所述殼體的另一個側表面附近，并且以隔著所述搬運機器人與所述基板供給單元對置的關系布置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種搬運機器人和基板處理設備。該搬運機器人包括臂單元，該臂單元具有能夠保持其中一個被搬運物體的手部；安裝至安裝框架的基座單元，該基座單元以可水平旋轉的方式支撐臂單元；附裝構件，該附裝構件用于將基座單元附裝至安裝框架；以及升降機構，該升降機構布置在基座單元內并設置有聯(lián)接至臂單元的升降構件。該升降機構被構造成通過使升降構件沿著豎直軸上下運動，使臂單元在限定于基座單元上方的臂單元上下運動范圍內上下運動。在基座單元的延伸規(guī)定高度的部分嵌入在安裝框架的基座收容凹部中的狀態(tài)下，基座單元固定至安裝框架，所述規(guī)定高度是從基座單元的底壁到附裝構件的高度。
文檔編號B25J9/06GK103009382SQ201210321770
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月3日 優(yōu)先權日2011年9月26日
發(fā)明者古市昌稔 申請人:株式會社安川電機