用于在真空室内传送基板的基板传送机器人的制作方法

本发明涉及一种基板传送机器人，更具体地，涉及一种用于在基板处理装置内的真空室中传送基板的基板传送机器人。

背景技术：

1、通常，半导体元件用晶片、显示装置用玻璃基板，或薄膜太阳能电池用玻璃基板等基板通过在基板上执行各种工艺来制造。此时，基板装载于为每个工艺提供所需最佳条件的基板处理装置后被处理。

2、目前，为了提高生产率，能够批量处理基板的集群(cluster)式基板处理装置已被研发和使用。

3、集群式基板处理装置包括存储基板的负载锁定室、用于传送基板的传送室、以及用于执行每个工艺的多个工艺室。

4、另外，用于传送基板的基板传送机器人设置于真空状态的传送室，从而可以实施将基板从负载锁定室传送至传送室，将基板从传送室传送至负载锁定室，在传送室之间传送基板，或者传送基板以将其引入和引出工艺室。

5、近年来，为了应对基板的大型化，提高基板的处理能力，以及应对高重量的基板，正在对高刚性基板传送机器人进行研究。

6、另外，为了提高相对于制造装置设置面积的效率，在能够保持高真空的状态下，需要更小型的基板传送机器人。

7、为了应对这种需求，现有的基板传送机器人将臂本身形成为连杆结构，并密封构成每个连杆的臂(arm)内部，以密封结构形成连杆臂结合的臂平台并在内部设置驱动电机，用于旋转每个连杆臂的减速机设置于每个连杆臂的内部。

8、尤其，参考图1，现有的基板传送机器人使用两个机械臂，即一个上臂1和一个下臂2，以提高基板制备工艺的吞吐量(throughput)，在上臂1和下臂2的末端上分别结合有用于传送基板的上末端执行器3和下末端执行器4。此时，应该将上末端执行器3和下末端执行器4安装在不同的高度以保持相同的传送路径。

9、因此，在现有的基板传送机器人中，如图1所示，为了使上末端执行器3和下末端执行器4沿直线运动，同时避免在传送路径上与上臂1和下臂2发生碰撞，上末端执行器3和下末端执行器4分别结合到上臂1和下臂2的末端，而驱动力的移动方向6在上末端执行器3和下末端执行器4各自的重心的移动方向5上偏心预定距离a。

10、然而，现有基板传送机器人的问题在于，由于上末端执行器3和下末端执行器4分别偏心地结合到上臂1和下臂2的末端，当上末端执行器3和下末端执行器4分别在用于传送基板的传送路径上执行线性运动时，上末端执行器3和下末端执行器4中的每一个都发生振动和/或扰动b，以使难以准确地控制基板的传送方向。

11、另外，参考图2，在现有的基板传送机器人中，结合到传送臂平台并形成单平行连杆10的第1传送连杆臂11因内部减速机等驱动产生的热而热膨胀，据此，由一侧与第1传送连杆臂11结合且另一侧与末端执行器30结合的第2传送连杆臂21所形成的单平行连杆20的平行四边形结构如虚线所示逐渐扭曲，从而与第2传送连杆臂21的另一侧结合的末端执行器30的姿势，即方向逐渐改变。

12、此时，末端执行器30的末端的位置变化量δ近似为一个值，该值为通过将传送平台上形成的单平行连杆10的框架长度d与末端执行器的长度l之比l/d乘以因第1传送连杆臂11的热膨胀而增加的长度δ来获得的值。

13、另外，单平行连杆10的框架长度d与末端执行器的长度l之比l/d一般设计为约8至10。因此，即使由于轻微的温度变化而导致的第1传送连杆臂11的长度因热膨胀而变为较小的值，末端执行器30的末端的位置变化量δ也会变得非常大。如此，当末端执行器30的末端位置改变时，基板无法传送到正确的位置，因此，在相关技术中，预先驱动基板传送机器人以最小化由于第1传送连杆臂11的热膨胀引起的长度变化，然后执行用于实际基板传送的过程。然而其问题在于，使由于第1传送连杆臂11的热膨胀引起的长度变化最小化的预先驱动需要较长时间。

14、现有技术文献

15、专利文献

16、(专利文献1)kr10-2011-0052454a

技术实现思路

1、发明要解决的技术问题

2、本发明旨在解决所有上述问题。

3、本发明的另一目的在于提供一种基板传送机器人，其可以最小化末端执行器的振动和/或扰动。

4、本发明的另一目的在于提供一种基板传送机器人，其可以最小化由于第1传送连杆臂的热膨胀引起的末端执行器的姿势变化。

5、本发明的另一目的在于提供一种基板传送机器人，其可以增加基板传送过程的吞吐量。

6、本发明的另一目的在于提供一种基板传送机器人，其可以从根本上阻止真空室内发生微粒。

7、用于解决问题的手段

8、本发明的特征用于实现上述本发明的目的和后述本发明的特征效果，其结构如下。

9、根据本发明的一实施例，提供一种用于在真空室内传送基板的基板传送机器人，其特征在于包括：传送臂平台，其形成有位于第1中央区域的第1结合孔、位于第1一前端区域的第2结合孔以及位于第1另一前端区域的第3结合孔，其中，所述第1结合孔被第1卡止件分为第1上部空间和第1下部空间，所述第1上部空间被第1盖子密封，所述第1卡止件形成有第1通孔，所述第1通孔对应于在底部支撑体的传送机器人结合部形成的支撑轴的中空；所述第2结合孔被第2卡止件分为第2上部空间和第2下部空间，所述第2下部空间被第2盖子密封，所述第2卡止件形成有第2通孔；所述第3结合孔被第3卡止件分为第3上部空间和第3下部空间，所述第3下部空间被第3盖子密封，所述第3卡止件形成有第3通孔，在前方区域固定结合有包括用于连杆结合的第1_1叶片和第1_2叶片的第1连杆连接件，所述前方是所述基板传送机器人为了将所述基板传送至与所述真空室结合的工艺室而配置的状态下所述工艺室所处的方向，在对应于所述前方区域的后方区域固定结合有包括用于连杆结合的第2_1叶片和第2_2叶片的第2连杆连接件，引入至所述第1下部空间的所述底部支撑体的所述支撑轴固定结合于所述第1卡止件；第1传送臂部，其包括第1_1传送连杆臂、第1_2传送连杆臂、第1共用连杆臂、第1_1辅助连杆臂、第1_2辅助连杆臂、第1_3辅助连杆臂、第1_4辅助连杆臂以及第1末端执行器，在所述第1_1传送连杆臂的密封的内部空间中设有第1传送驱动电机和第1减速机，所述第1减速机与所述第1传送驱动电机联动从而将转速降至1/2，在第1_1一前端区域密封地设置有第1_1驱动轴以及与所述第1_1驱动轴联动的第1_1输出轴，所述第1_1驱动轴与所述第1减速机联动且形成有中空，在第1_1另一前端区域密封地设置有第1_2驱动轴以及与所述第1_2驱动轴联动的第1_2输出轴，所述第1_2驱动轴与所述第1传送驱动电机联动且形成有中空，所述第1_1输出轴引入至所述传送臂平台的所述第2上部空间中并固定结合于与所述第2卡止件固定结合的第1连接件；所述第1_2传送连杆臂的第1_2一前端区域通过第1固定结合轴固定结合于所述第1_1传送连杆臂的所述第1_2输出轴；所述第1共用连杆臂的第2中央区域可旋转地结合于所述第1固定结合轴；所述第1_1辅助连杆臂平行于所述第1_1传送连杆臂，第1_4一前端区域可旋转地结合于所述传送臂平台的所述第1连杆连接件的所述第1_1叶片，第1_4另一前端区域可旋转地结合于所述第1共用连杆臂的第1_3一前端区域；所述第1_2辅助连杆臂平行于所述第1_1传送连杆臂，第1_5一前端区域可旋转地结合于所述传送臂平台的所述第2连杆连接件的所述第2_1叶片，第1_5另一前端区域可旋转地结合于所述第1共用连杆臂的第1_3另一前端区域；所述第1_3辅助连杆臂平行于所述第1_2传送连杆臂，第1_6一前端区域可旋转地结合于所述第1共用连杆臂的所述第1_3另一前端区域；所述第1_4辅助连杆臂平行于所述第1共用连杆臂，第1_7一前端区域可旋转地结合于所述第1_3辅助连杆臂的第1_6另一前端区域，第1_7另一前端区域可旋转地结合于所述第1_2传送连杆臂的第1_2另一前端区域；所述第1末端执行器固定于所述第1_4辅助连杆臂的所述第1_7另一前端区域支撑所述基板；以及第2传送臂部，其包括第2_1传送连杆臂、第2_2传送连杆臂、第2共用连杆臂、第2_1辅助连杆臂、第2_2辅助连杆臂、第2_3辅助连杆臂、第2_4辅助连杆臂以及第2末端执行器，在所述第2_1传送连杆臂的密封的内部空间中设有第2传送驱动电机和第2减速机，所述第2减速机与所述第2传送驱动电机联动从而将转速降至1/2，在所述第2_1传送连杆臂的第2_1一前端区域密封地设置有第2_1驱动轴以及与所述第2_1驱动轴联动的第2_1输出轴，所述第2_1驱动轴与所述第2减速机联动且形成有中空，在第2_1另一前端区域密封地设置有第2_2驱动轴以及与所述第2_2驱动轴联动的第2_2输出轴，所述第2_2驱动轴与所述第2传送驱动电机联动且形成有中空，所述第2_1输出轴引入至所述传送臂平台的所述第3上部空间中且固定结合于与所述第3卡止件固定结合的第2连接件；所述第2_2传送连杆臂的第2_2一前端区域通过第2固定结合轴固定结合于所述第2_1传送连杆臂的所述第2_2输出轴；所述第2共用连杆臂的第3中央区域可旋转地结合于所述第2固定结合轴；所述第2_1辅助连杆臂平行于所述第2_1传送连杆臂，第2_4一前端区域可旋转地结合于所述传送臂平台的所述第1连杆连接件的所述第1_2叶片，第2_4另一前端区域可旋转地结合于所述第2共用连杆臂的第2_3一前端区域；所述第2_2辅助连杆臂平行于所述第2_1传送连杆臂，第2_5一前端区域可旋转地结合于所述传送臂平台的所述第2连杆连接件的所述第2_2叶片，第2_5另一前端区域可旋转地结合于所述第2共用连杆臂的第2_3另一前端区域；所述第2_3辅助连杆臂平行于所述第2_2传送连杆臂，第2_6一前端区域可旋转地结合于所述第2共用连杆臂的所述第2_3另一前端区域；所述第2_4辅助连杆臂平行于所述第2共用连杆臂，第2_7一前端区域可旋转地结合于所述第2_3辅助连杆臂的第2_6另一前端区域，第2_7另一前端区域可旋转地结合于所述第2_2传送连杆臂的第2_2另一前端区域；所述第2末端执行器固定于所述第2_4辅助连杆臂的所述第2_7另一前端区域支撑所述基板。

10、所述第1传送臂部的所述第1_1传送连杆臂的所述第1_1另一前端区域位于所述传送臂平台的前方区域，所述第2传送臂部的所述第2_1传送连杆臂的所述第2_1另一前端区域位于所述传送臂平台的后方区域。

11、所述的基板传送机器人通过使所述第2固定结合轴的高度高于所述第1固定结合轴的高度，以使得所述第1末端执行器和所述第2末端执行器在同一路径上位于不同高度。

12、所述第2共用连杆臂包括中空管，所述中空管对应于所述第2固定结合轴的高度且形成有引入所述第2固定结合轴的中空，包括所述第2_3一前端区域的第3叶片固定结合于所述中空管的下部区域，包括所述第2_3另一前端区域的第4叶片固定结合于所述中空管的上部区域，当从所述中空管的中心轴的方向看时，所述第2_3一前端区域和所述第2_3另一前端区域以所述中空管的中心轴为基准彼此对称。

13、所述第1传送臂部的所述第1_3辅助连杆臂的所述第1_6一前端区域和所述第1共用连杆臂的所述第1_3另一前端区域相结合的连接部形成在与所述第1_2辅助连杆臂的所述第1_5另一前端区域和所述第1共用连杆臂的第1_3另一前端区域相结合的连接部相同的位置处或不同的位置处，所述第2传送臂部的所述第2_3辅助连杆臂的所述第2_6一前端区域和所述第2共用连杆臂的所述第2_3另一前端区域相结合的连接部形成在与所述第2_2辅助连杆臂的所述第2_5另一前端区域和所述第2共用连杆臂的第2_3另一前端区域相结合的连接部相同的位置处或不同的位置处。

14、所述传送臂平台进一步包括第1布线孔和第2布线孔，所述第1布线孔连接所述第1上部空间和所述第2下部空间，所述第2布线孔连接所述第1上部空间和所述第3下部空间。

15、所述传送臂平台进一步包括第1_1布线孔、第1_2布线孔、第2_1布线孔、第2_2布线孔、第1密封盖子以及第2密封盖子，所述第1_1布线孔和所述第1_2布线孔在所述传送臂平台主体的一侧面分别连接所述第1上部空间；所述第2_1布线孔在所述传送臂平台的主体的一侧面连接所述第2下部空间；所述第2_2布线孔在所述传送臂平台的主体的一侧面连接所述第3下部空间；所述第1密封盖子在所述传送臂平台的主体的一侧面密封所述第1_1布线孔和所述第2_1布线孔，所述第2密封盖子在所述传送臂平台的主体的一侧面密封所述第1_2布线孔和所述第2_2布线孔。

16、所述的基板传送机器人进一步包括第1布线和第2布线，所述第1布线用于所述第1传送驱动电机的运行，所述第2布线用于所述第2传送驱动电机的运行，所述第1布线通过所述支撑轴、所述第1_1驱动轴各自的中空引入至所述第1传送驱动电机以相对于所述真空室的内部空间保持密封，所述第2布线通过所述支撑轴、所述第2_1驱动轴各自的中空引入至所述第2传送驱动电机以针对所述真空室的内部空间保持密封。

17、发明效果

18、本发明可以提供一种基板传送机器人，其通过由第1传送连杆臂实现的双平行连杆结构提高第1传送连杆臂的刚性，从而最小化末端执行器的振动和/或扰动。

19、另外，本发明可以提供一种基板传送机器人，其通过由第1传送连杆臂实现的双平行连杆结构，可以防止第2传送连杆臂的单平行连杆由于第1传送连杆臂产生的热膨胀而发生结构变形，从而防止末端执行器的姿势变化。

20、另外，本发明可以提供一种基板传送机器人，其通过由第1传送连杆臂实现的双平行连杆结构，防止末端执行器由于第1传送连杆臂产生的热膨胀而发生姿势改变，据此，可以在没有预先驱动的情况下传送基板，从而提高基板传送过程的吞吐量。

21、另外，本发明通过在传送连杆臂内集合构成用于传送基板的驱动系统，可以提供小型化的基板传送机器人。另外，本发明具有与真空室完全密封的结构，因此可以从根本上防止微粒的发生。