专利名称：包括冷却循环路径的基板搬运机器人的驱动设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基板搬运机器人，更详细地，涉及制造设备中的 包括冷却循环路径的基板搬运机器人的驱动设备，该制造设备在真空 环境下制造半导体晶圆、液晶板等的被处理体。
背景技术：
搬运机器人用于连续地提供到处理室的搬运室，用来搬运半导体 晶圆、液晶板等的被处理体到各个处理室。半导体晶圆，液晶板等的 被处理体憎恨粒子并需要被细致地处理。因此，在真空环境下使用搬 运机器人。此外，进行搬运机器人的维护，使得粒子不产生在真空环 境中。
根据在现有技术的搬运机器人中所用的驱动设备，搬运室的分隔 壁设置有轴承外壳，旋转输入轴通过两个轴承以可旋转的方式设置在 轴承外壳，旋转输入轴通过设置在两个轴承之间的磁流体密封件被气 密密封，因而构成密封单元。此外，旋转输入轴的下端通过减速器(例 如，参考专利参考l)与驱动马达连接。
此外，如搬运机器人的其它驱动设备，具有通过金属分隔壁气密 密封马达定子和马达转子之间的间隔的功能的真空驱动设备(例如，
参考专利参考2)被广泛而通常地使用。
然而，根据如专利参考1的背景技术的在真空环境下使用的驱动 设备，有必要串联地布置多件磁流体密封件以便保证真空状态的气密 功能，并且因此其结构复杂化、尺寸变大且昂贵。此外，磁流体密封 件使用特别的流体，并且因此，最终用户不能进行维护，磁流体的雾
总是排出到真空中，并且因此，引起污染搬运室的问题。
此外，根据如专利参考2的通过马达定子和马达转子之间的金属
分隔壁而具有气密密封功能的真空驱动设备，虽然气密性能是优秀的， 但用来以可旋转的方式支撑借助外部载荷进行工作的输出枢转构件的 轴承需要布置在真空中。因此，需要昂贵的真空用轴承，其暴露到真 空中的区域增加，用于真空处理的运行成本增加并且驱动设备变得昂 贵。此外，当有必要传递具有大输出的转矩时，出现直接驱动马达自 身相比于减速器尺寸过大的问题。
为了解决专利参考1或2中公开的背景技术的问题，专利参考3 提供能够用作制造设备的驱动部分的真空用齿轮设备，该制造设备用 来在真空环境下制造半导体晶圆、液晶板等的被处理体，该真空用齿 轮设备是小尺寸且不昂贵的，并且维护性能优秀。
根据专利参考3的真空用齿轮设备，该设备的特征在于，接触型 真空密封件布置在固定构件和真空环境下使用的真空用齿轮设备的输 出构件之间。通过构造这种结构，在真空环境下使用的驱动设备可以 制造成小尺寸。此外，通过跟随固定构件的芯部和真空用齿轮设备的 输出构件可布置真空密封件，并且因此，省去将背景技术的密封单元 和减速器中心对准的操作并且提高维护性能。
专利参考l: JP-A-6-285780 专利参考2:日本专利No.2761438 专利参考3: JP-A-2004-84920
发明内容
本发明要解决的问题
专利参考3中公开的真空用齿轮设备是用来搬运半导体晶圆、液 晶玻璃板等的薄板的机器人的驱动设备，该搬运机器人布置在维持气
密的转移室的内部以便输送薄板到处理室。
在这种情况下，根据在CVD、 PVD等的等于或高于100° C的高
温环境下进行的处理，存在如下情况热从经受高温处理的薄板传递
到机器人臂，并且驱动设备的接触型真空密封部分的温度升高到超过 真空密封件的耐热温度。结果，引起大气泄漏到维持气密的转移室的 内部的缺点的问题。
本发明的目的是提供一种板搬运机器人的驱动设备，其中，冷却 板搬运机器人的驱动设备的接触型真空密封部分，此外，在必要时也 冷却机器人臂，防止真空密封件超过耐热温度，并且防止出现大气泄 漏到维持气密的转移室中的缺点。
解决问题的手段
根据本发明，通过用来在真空环境下搬运基板的容纳一组臂的机
器人的驱动设备实现上述目的，包括驱动设备，用来驱动以旋转所 述组的臂，布置在大气侧和真空侧之间并且在大气侧被驱动使得驱动 设备在大气侧被驱动；其中驱动设备包括真空密封件，布置在固定 构件和输出构件之间；和油密封件，在固定构件和输出构件之间布置 在真空密封件的大气侧上，使得真空密封件和油密封件在固定构件和 输出构件之间形成环状空间。
其中，形成冷却循环路径，使得固定构件设置有从大气侧到环 状空间的冷却循环路径的供给口；和从环状空间到大气侧的冷却循环 路径的排出口。
此外，根据本发明，通过用于在真空环境下搬运基板的容纳一组 臂的机器人的驱动设备实现上述目的，包括
驱动设备，用来驱动以旋转所述组的臂，布置在大气侧和真空侧 之间并且在大气侧被驱动使得驱动设备在大气侧被驱动；
其中驱动设备包括
真空密封件，布置在固定构件和输出构件之间；和
油密封件，在固定构件和输出构件之间布置在真空密封件的大气
侧上，使得真空密封件和油密封件在固定构件和输出构件之间形成环
状空间，
其中，用来将真空密封件和油密封件形成的环状空间分成两个分 开的部分的另一密封件布置在固定构件和输出构件之间，并且
形成冷却循环路径，使得固定构件设置有从大气侧到分开的部 分的一个上的环状空间的冷却循环路径的供给口；和从分开的部分的 另一个上的环状空间到大气侧的冷却循环路径的排出口，并且
输出构件设置有与分开的部分的一个上的环状空间连通的旋转 供给路径；和与分开的部分的另一个上的环状空间连通的旋转排出路 径，
旋转供给路径和旋转排出路径向臂构件打开，从而冷却臂构件。
在这种情况下，优选的是，在一侧上的环状空间是真空侧上的环 状空间，并且另一侧上的环状空间是大气侧上的环状空间。
此外，优选的是，本发明的用来搬运基板的机器人的驱动设备还 包括驱动马达；输出传动轴，通过与其接触的真空密封件被包含在 外壳的内周侧；和减速器，用来将驱动马达的输出旋转通过减小其速 度而传递到输出传动轴，并且优选的是，减速器是偏心枢转型减速器， 包括外齿齿轮构件，多个凸轮轴插入到外齿齿轮构件的孔中；和内 齿齿轮构件，其内周与外齿齿轮构件的外周啮合。此外，优选地构造 通过整体联结外壳和内齿齿轮构件构成本发明的固定构件的结构，并 且输出构件包括输出传动轴。
此外，在固定构件和输出构件之间，另外的油密封件可布置成与 真空密封件的大气侧上的油密封件相对。
优选的是，本发明的真空密封件由接触型真空密封件构成，包括 主唇部，接触输出构件的外周；弹性构件，用来施加接触力到主唇部； 和装配部分。
本发明的优点
根据本发明，在必要时，在真空环境下可以高效地进行用来搬运 基板的机器人的驱动设备的真空密封件的冷却和臂构件的冷却。因此， 这里提供用来搬运基板的机器人的驱动设备，其中，防止真空密封件 超过耐热温度，并防止引起大气漏入维持气密的搬运室的缺点。
此外，根据本发明的臂构件包括通过轴承、齿轮、带、引导件等 的部分减小移动机器人的位置的精度，或者减小各个部分(轴承、齿 轮、带、引导件等)的使用寿命的部分。
图1是根据本发明的第一实施例的驱动部分的剖视图。 图2是根据本发明的第二实施例的驱动部分的剖视图。 图3是用于第二实施例的真空用齿轮设备l'的剖视图。
具体实施例方式
第一实施例
下面将参考示出本发明的实施例的附图详细说明本发明。图1是 根据本发明的第一实施例的驱动部分的剖视图。用作制造设备的驱动 设备的真空用齿轮设备1连接到包括真空容器的搬运室的分隔壁2，该 制造设备用来在真空环境下制造半导体晶圆、液晶板等的被处理体， 该真空容器通过O型环等的密封装置处于气密密封状态。
真空用齿轮设备1的输入侧la设置有驱动马达3，并且驱动马达 3的输出旋转通过真空用齿轮设备1被输出。根据本发明，驱动马达放
置在大气环境下。
真空用齿轮设备1是偏心枢转型真空用齿轮设备，包括凸轮轴 11，具有曲柄部分lla和lib;两片外齿齿轮构件12，包括用来容纳曲 柄部分lla和llb的孔，并且由凸轮轴11的旋转偏心地移动；内齿齿
轮构件13，与形成在外齿齿轮构件12的外周面的外齿啮合，并且在其
内周面形成有内齿，内齿的齿数略微大于外齿的齿数；和支撑构件14，
布置在外齿齿轮构件12的两侧端部，用来通过滚动轴承以可旋转的方
式支撑凸轮轴ll的两端，它大气环境下布置在真空环境侧。
驱动马达3的输出旋转通过连接到驱动马达3的输出旋转轴的输 入齿轮15被传递到齿数大于输入齿轮15的齿数的传动齿轮16，并通 过减小其速度而旋转连接到传动齿轮16的凸轮轴11。
多件(在该实施例中为3件)凸轮轴11等分布地布置在输入齿轮 15的外周部分。曲柄部分lla和llb与凸轮轴ll整体地形成，并且它 们各自构成180度的偏心相位。曲柄部分lla和llb借助滚针轴承被连 接，该滚针轴承插入到外齿齿轮构件12的孔中。
外齿齿轮构件12的外周形成有外摆线齿形，该外摆线齿形与保持 在多个半圆形凹槽中的销(内齿)啮合，该凹槽等分布地形成在内齿 齿轮构件13的内周。
支撑构件14布置在内齿齿轮构件13的内侧，该支撑构件14包括 柱状部分17，宽松地装配到形成在用于外齿齿轮构件12的凸轮轴11 的孔之间的通孔；和一对圆形板18， 19，位于柱形部分17的两端，用 来以可旋转的方式支撑凸轮轴11的两端。该对圆形板18， 19的外周 设置有一对主轴承20，用来相对于内齿齿轮构件13以可旋转的方式支 撑所述支撑构件14。
主轴承20是径向推力球轴承，以便在安装中通过施加预压力来增
加其刚性。此外，油密封件21设置在内齿齿轮构件13和一侧上的圆 形板18之间，用来在真空用齿轮设备的内侧密封润滑剂。
外壳22与构成固定构件的内齿齿轮构件13整体地联结。此外， 通过构成输出构件，输出传动轴23整体地连接到支撑构件14，并包括 在真空环境下工作的搬运机器人的臂40的连接部分等。
真空密封件30设置在外壳22和输出传动轴23之间。真空密封件 30是接触型真空密封件，包括主唇部，接触输出传动轴23的外周； 弹性构件，用来施加接触力到主唇部；和装配部分。输出传动轴23的 接触部分和主唇部由真空润滑油润滑。真空密封件30由壳体31保持 在装配部分，以方便连接和拆卸真空密封件30的维护。此外，外壳22 的敞开的端部设置有迷宫式密封机构32。
如上所述，驱动设备在固定构件和输出构件之间设置有真空密封 件30，而且，油密封件21在固定构件和输出构件之间设置在真空密封 件30的大气侧上。因此，真空密封件30和油密封件21在固定构件和 输出构件之间形成环状空间50。
此外，固定构件形成有从大气侧到环状空间50的冷却循环路径的 供给口 51。此外，固定构件形成有从环状空间50到大气侧的冷却循环 路径的排出口52。因此，真空密封件30和油密封件21由从大气侧通 过冷却循环路径的供给口 51供给到环状空间50的冷却流体冷却，并 且冷却流体在冷却后从环状空间50通过冷却循环路径的排出口 52排 出到大气侧。
这样，根据本发明，用来搬运基板的机器人的驱动设备的真空密 封件可以被有效地冷却。因此，这里提供基板搬运机器人的驱动设备， 用来防止真空密封件超过耐热温度，并防止出现大气漏入维持气密的 搬运室的缺点。
第二实施例
下面，将参考图2详细说明本发明的第二实施例。图2是本发明
的第二实施例的驱动部分的剖视图。类似于第一实施例，用作制造设 备的驱动设备的真空用齿轮设备1连接到包括真空容器的搬运室的分
隔壁2，该制造设备用来在真空环境下制造半导体晶圆、液晶板等的被 处理体，该真空容器通过O型环等的密封装置处于气密密封状态。
真空用齿轮设备1的输入侧设置有3件(l件在图2中没有示出) 驱动马达3、 3，并且驱动马达3的输出旋转通过真空用齿轮设备1单 独地输出到搬运室内侧的臂40、 40。根据本发明，驱动马达3、 3放置 在大气环境下。
类似于第一实施例，该实施例的真空用齿轮设备1是偏心枢转型 真空用齿轮设备，包括凸轮轴ll，具有曲柄部分lla和lib;两片外 齿齿轮构件12，包括用来容纳曲柄部分lla和lib的孔，并且由凸轮 轴11的旋转偏心地移动；内齿齿轮构件13，与形成在外齿齿轮构件 12的外周面的外齿啮合，并且在内周面形成有内齿，内齿的齿数略微 大于外齿的齿数；和支撑构件14，布置在外齿齿轮构件12的两侧端部， 用来通过滚动轴承以可旋转的方式支撑凸轮轴11的两端，支撑构件14 包括柱状部分17，宽松地装配到形成在用于外齿齿轮构件12的凸轮 轴11的孔之间的通孔；和一对圆形板18和19，位于柱状部分17的两 端，该对圆形板18和19的外周设置有一对主轴承20，支撑构件14以 可旋转的方式由内齿齿轮构件13支撑，并且在图2中，省略了真空用 齿轮设备1的内部结构的细节的图示。偏心枢转型真空用齿轮设备1 在大气环境下布置在真空环境侧。
根据驱动马达的输出旋转，类似于第一实施例，驱动马达3的输 出旋转被传递到输入齿轮15，进一步被传递到传动齿轮16，并且类似 于第一实施例，通过减小速度来旋转连接到传动齿轮16的凸轮轴11。
虽然在图2中没有示出，但类似于第一实施例，多件(在该实施 例中为3件)凸轮轴11等分布地布置在输入齿轮15的外周部分。曲 柄部分lla和llb整体地形成在凸轮轴11，并且各自构成180度的偏 心相位。曲柄部分lla和llb借助滚针轴承被连接，该滚针轴承插入到 外齿齿轮构件12的孔中。
主轴承20是径向推力球轴承，并且通过在安装中施加预压力来增 加刚性。此外，油密封件21设置在内齿齿轮构件13和一侧上的圆形 板18之间，用来在真空用齿轮设备1的内侧密封润滑剂。
外壳22与内齿齿轮构件13整体地联结，以构成固定构件。此外， 通过构成输出构件，输出传动轴23通过转接器24与支撑构件14整体 地连接，并包括在真空环境下工作的搬运机器人的臂40的连接部分等。
真空密封件30设置在外壳22和输出传动轴23之间。真空密封件 30是接触型真空密封件，包括主唇部，接触输出传动轴23的外周； 弹性构件，用来施加接触力到主唇部；和装配部分。根据真空密封件 30，装配部分由壳体31保持，以方便连接和拆卸真空密封件30的维 护。
如上所述，驱动设备在固定构件和输出构件之间设置有真空密封 件30,而且，在固定构件和输出构件之间在真空密封件30的大气侧上 设置有油密封件21。还提供密封件45，用来在固定构件和输出构件之 间将接触型真空密封件30和油密封件21形成的环状空间50沿轴向分 成两个分开的部分，并且固定构件设置有到分成两部分的真空侧的 环状空间50的大气侧上的冷却循环路径的供给口 51;和从分成两个分 开的部分的大气侧的环状空间到大气侧的冷却循环路径的排出口 52。 此外，输出构件设置有旋转供给路径53，与分成两个分开的部分的 真空侧的环状空间连通；和旋转排出路径54，与分成两个分开的部分
的大气侧的环状空间连通，并且旋转供给路径53和旋转排出路径54 通过虚线表示的路径55连通到作为臂构件40、 40的驱动部分的真空 用齿轮设备l'，从而也冷却臂构件40、 40。
下面，将参考图3详细说明真空用齿轮设备l'。此外，图3中示 出的真空用齿轮设备l'的结构类似于图1中示出的真空用齿轮设备1， 因此，与图l相同的部分赋予相同的附图标记，并且将省略其说明。
动力从图2中示出的两个驱动马达3、 3被传递到真空用齿轮设备
r、 r。就是说，图2中示出的真空用齿轮设备i的中心以传动轴设备
穿透，该传动轴设备包括空心轴61和穿透空心轴的实心轴62的组合， 右侧的驱动马达3的动力通过空心轴61传递到右侧的真空用齿轮设备 l'，另一方面，左侧的马达3的动力通过实心轴62传递到左侧的真空
用齿轮设备r。
图3中示出的真空用齿轮设备r与图i中示出的真空用齿轮设备
1的不同之处在于油密封件25设置成与油密封件21相对，并且当环状 空间50的压力增加时，防止冷却流体进入真空用齿轮设备的内部。此 外，在图1中示出的真空用齿轮设备1中，当环状空间50的压力引起 问题时，油密封件21也可由耐压油密封件构成。
工业实用性
这样，根据本发明，在真空环境下可以高效地进行用来搬运基板 的机器人的驱动设备的真空密封件的冷却和臂构件的冷却。因此，这 里提供用来搬运基板的机器人的驱动设备，其中，防止真空密封件的 温度超过耐热温度，并不引起大气漏入维持气密的搬运室的缺点。此 外，通过冷却臂构件，可以防止轴承、齿轮、带、引导件等的各个部 分的由热引起的使用寿命减小。
权利要求
1.一种用于在真空环境下搬运基板的容纳一组臂的机器人的驱动设备，包括驱动设备，用于驱动以旋转所述组的臂，所述驱动设备布置在大气侧和真空侧之间并且在所述大气侧被驱动，使得所述驱动设备在所述大气侧被驱动；其中所述驱动设备包括真空密封件，设置在固定构件和输出构件之间；和油密封件，在所述固定构件和所述输出构件之间布置在所述真空密封件的所述大气侧上，使得所述真空密封件和所述油密封件在所述固定构件和所述输出构件之间形成环状空间；其中，形成冷却循环路径，使得所述固定构件设置有从所述大气侧到所述环状空间的所述冷却循环路径的供给口；和从所述环状空间到所述大气侧的所述冷却循环路径的排出口。
2. 根据权利要求l所述的用于搬运基板的机器人的驱动设备，还 包括驱动马达；输出传动轴，包含在外壳的内周侧中使得所述真空 密封件与其接触；和减速器，用于将所述驱动马达的输出旋转通过减小其速度而传递到所述输出传动轴，其中所述减速器包括外齿齿轮构件；多个凸轮轴，插入到所述 外齿齿轮构件的孔中；和内齿齿轮构件，其内周与所述外齿齿轮构件 的外周啮合。
3. 根据权利要求2所述的用于搬运基板的机器人的驱动设备，其 中通过整体地联结所述外壳和所述内齿齿轮构件构成所述固定构件， 并且所述输出构件包括所述输出传动轴。
4. 根据权利要求4所述的用于搬运基板的机器人的驱动设备，其 中另一个油密封件设置成与所述油密封件相对。
5. 根据权利要求l所述的用于搬运基板的机器人的驱动设备，其 中所述真空密封件包括主唇部，接触所述输出构件的外周；弹性构 件，用于施加接触力到所述主唇部；和装配部分。
6. —种用于在真空环境下搬运基板的容纳一组臂的机器人的驱 动设备，包括驱动设备，用于驱动以旋转所述组的臂，所述驱动设备布置在大 气侧和真空侧之间并且在所述大气侧被驱动，使得所述驱动设备在所 述大气侧被驱动；其中所述驱动设备包括真空密封件，设置在固定构件和输出构件之间；和油密封件，在所述固定构件和所述输出构件之间设置在所述真空 密封件的所述大气侧上，使得所述真空密封件和所述油密封件在所述 固定构件和所述输出构件之间形成环状空间；其中，用于将由所述真空密封件和所述油密封件形成的所述环状 空间分成两个分开的部分的另一密封件设置在所述固定构件和所述输 出构件之间，并且形成冷却循环路径，使得所述固定构件设置有从所述大气侧到 所述分开的部分中的一个部分上的所述环状空间的所述冷却循环路径 的供给口；和从所述分开的部分中的另一个部分上的所述环状空间到 所述大气侧的所述冷却循环路径的排出口，并且所述输出构件设置有旋转供给路径，与所述分开的部分中的一 个部分上的所述环状空间连通；和旋转排出路径，与所述分开的部分 中的另一个部分上的所述环状空间连通，所述旋转供给路径和所述旋转排出路径向臂构件打开，从而冷却 所述臂构件。
7. 根据权利要求6所述的用于搬运基板的机器人的驱动设备，其 中，所述环状空间的所述分开的部分中的所述一个部分是所述真空侧 上的环状空间，并且所述环状空间的所述分开的部分中的所述另一个 部分是所述大气侧上的环状空间。
8. 根据权利要求6所述的用于搬运基板的机器人的驱动设备，还 包括驱动马达；输出传动轴，包含在外壳的内周侧中使得所述真空 密封件与其接触；和减速器，用于将所述驱动马达的输出旋转通过减 小其速度而传递到所述输出传动轴，其中，所述减速器包括外齿齿轮构件；凸轮轴，插入到所述外 齿齿轮构件的孔中；和内齿齿轮构件，其内周与所述外齿齿轮构件的 外周啮合。
9. 根据权利要求8所述的用于搬运基板的机器人的驱动设备，其 中通过整体地联结所述外壳和所述内齿齿轮构件构成所述固定构件， 并且所述输出构件包括所述输出传动轴。
10. 根据权利要求6所述的用于搬运基板的机器人的驱动设备， 其中所述真空密封件包括主唇部，接触所述输出构件的外周；弹性 构件，用于施加接触力到所述主唇部；和装配部分。
全文摘要
提供一种用来搬运基板的机器人，其中，冷却接触型真空密封件，防止真空密封件超过耐热温度，并防止引起大气漏入维持气密的搬运室的缺点。在用来在真空环境下搬运基板的包含一组臂的机器人的驱动设备中，用来驱动以旋转一组臂(40)的驱动设备(1)布置在大气侧和真空侧之间并且在大气侧被驱动，驱动设备在固定构件和输出构件之间设置有接触型真空密封件(30)，此外，油密封件(21)在固定构件和输出构件之间设置在接触型真空密封件的大气侧上，接触型真空密封件和油密封件在固定构件和输出构件之间形成环状空间(50)，并且固定构件设置有从大气侧到环状空间的冷却循环路径的供给口(51)和从环状空间到大气侧的冷却循环路径的排出口(52)。
文档编号H01L21/677GK101375385SQ20078000310
公开日2009年2月25日 申请日期2007年1月12日 优先权日2006年1月13日
发明者丹下诚 申请人:纳博特斯克株式会社