专利名称：具备末端执行器的机器人及其运行方法
技术领域：
本发明涉及一种具备末端执行器的机器人及其运行方法，特别是涉及具备能够同时运送多片基板的末端执行器的机器人及其运行方法。
背景技术：
在半导体、液晶显示板等的制造中，日益要求应对晶片或玻璃板等基板的高速运送、高清洁化。特别是在半导体制造领域中，例如要求用于从收纳晶片的盒中高速地取出晶片，并向运入目的地的装置(或者盒)内运送(或者相反地从该装置向盒中运送)的有效手段。另一方面，在从某种装置中取出晶片之际，存在与其装置的特征相对应地根据进行该装置完成的处理之前的晶片、处理后的晶片区别用于运送的机器人的机械手(末端执行器)的情况。例如，在晶片清洗装置中的机器人中，需要严格地区别用于对清洗前的肮脏状态的晶片进行操作的机械手，对清洗后的清洁的晶片进行操作的机械手。而且，在用于从以高温状态处理晶片的装置运出或者运入晶片的机器人中，需要区别对高温的晶片进行操作的机械手，和对常温的晶片进行操作的机械手。在上述的晶片运送用机器人中，虽然机器人具备两个机械手，但分别是用于特定的晶片的专用机械手，因此即使在两个机械手的运用方法上下功夫以提高运送量也存在界限。为了提高晶片运送的运送量，例如可考虑设置多台机器人，但这将导致设备成本增加，抵消了运输量的增加而产生的成本降低效果。而且，由于两台机器人不能够同时访问一个晶片盒，所以在提高运送量上也存在界限。为了应对上述状况，例如考虑将多个机械手与盒内的晶片配置间距相配合而上下错开地相对于一个机器人机械臂固定安装，从晶片盒中同时运出或者运入多片晶片。例如， 若将两个机械手与晶片配置间距相配合而上下错开地安装在机器人机械臂上，则能够同时运送两片晶片。但是，在这样将多个机械手上下错开地固定安装在一个机器人机械臂上的情况下，存在因晶片盒内的缝隙位置而晶片插入时未使用侧的机械手与插入后的晶片或者盒相互干扰而不能够插入的问题。例如，考虑到通过将两个机械手安装在一个机器人机械臂上的机器人而运入能够收纳25片晶片的晶片盒的情况。从运出侧的装置或者盒中两片两片取出的晶片依次转移到盒内，但当取出最后一片晶片并向晶片盒内插入时，则存在未保持晶片的机械手与运入后的晶片或者盒相互干扰的可能性。因此，产生了不能够运送第25片晶片的事态。而且，即使在从运出侧的盒的任意的缝隙(例如第1号缝隙)插入与运入侧盒的任意的相同或者不同的缝隙(例如第3号缝隙)的情况下，也存在产生与已插入的晶片相互干扰的问题的情况。
在这样将多个机械手上下错开地固定安装在一个机器人机械臂上的机器人中，在其运用方法上存在制约，并存在缺少灵活性的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述状况而提出的，其目的在于提供一种末端执行器，能够提高基板运送的运送量，同时基板运送的运用方法中的灵活性高。而且，本发明的目的还在于提供一种具备相同的末端执行器的机器人以及机器人的运行方法。为了解决上述问题，本发明技术方案1的末端执行器安装在机器人的机械臂上， 其特征在于，具备多个托板部件，构成为能够分别保持基板，并能够改变上述托板部件彼此的托板间隔；托板支撑部，支撑上述多个托板部件，与上述多个托板部件一体地被上述机器人驱动；以及托板驱动单元，使上述多个托板部件中的至少一个相对于其它的托板部件移动，改变上述托板间隔。本发明技术方案2是在上述技术方案1中，上述多个托板部件构成为在从相对于由上述托板部件保持的上述基板的表面垂直的基板垂线方向观察时相互不重合。本发明技术方案3是在上述技术方案1或2中，上述托板间隔是相对于由上述托板部件保持的上述基板的表面垂直的基板垂线方向上的间隔。本发明技术方案4是在上述技术方案3中，上述托板驱动单元移动上述托板部件的方向是上述基板垂线方向。本发明技术方案5是在上述技术方案1至4的任一项中，上述多个托板部件分别具有上述基板抵接的基板保持部，构成为通过由上述托板驱动单元缩小上述托板间隔，上述多个托板部件的基板保持部彼此为大致同一面。本发明技术方案6是在上述技术方案1至5的任一项中，构成为通过由上述托板驱动单元缩小上述托板间隔，相对于上述基板的表面垂直的基板垂线方向上的上述多个托板部件整体的厚度小于规定的厚度。本发明技术方案7是在上述技术方案6中，上述规定的厚度与上述基板的多级载置部上的基板配置间距相对应。本发明技术方案8是在上述技术方案6中，上述规定的厚度是上述基板的多级载置部上邻接的载置部之间的托板可能存在厚度。本发明技术方案9是在上述技术方案1至8的任一项中，上述托板驱动单元构成为针对上述托板间隔选择性地规定最大间隔与最小间隔中的某一间隔。本发明技术方案10是在上述技术方案9中，上述托板驱动单元包含液压缸。本发明技术方案11是在上述技术方案1至8的任一项中，上述托板驱动单元构成为针对上述托板间隔能够在最大间隔与最小间隔之间任意规定。本发明技术方案12是在上述技术方案11中，上述托板驱动单元包含伺服马达。本发明技术方案13是在上述技术方案9至12的任一项中，上述多个托板部件至少包含三个托板部件，上述最大间隔因邻接的一对上述托板部件的组的不同而不同。本发明技术方案14是在上述技术方案9至13的任一项中，在邻接的上述托板部件彼此的间隔为上述最大间隔的情况下，当将邻接的上述托板部件彼此的间隔设为D，将上述基板的多级载置部上的基板配置间距设为P时，nP<D< (η + 1) P，其中η为包括0在内的自然数。本发明技术方案15是在上述技术方案1至14的任一项中，上述多个托板部件分别具有固定单元，在运送上述基板之际固定上述基板，以使上述基板不脱离上述托板部件。本发明技术方案16是在上述技术方案15中，上述固定单元包含具有能够释放地与上述基板的缘部抵接的可动抵接部的边缘引导机构。本发明技术方案17是在上述技术方案16中，上述托板驱动单元构成为针对上述托板间隔选择性地规定最大间隔与最小间隔中的某一间隔，邻接的上述托板部件的上述可动抵接部彼此的间隔与上述最大间隔相配合地设定。本发明技术方案18是在上述技术方案15中，上述固定单元具有包含对上述基板进行真空吸附的吸附部的吸附机构。为了解决上述问题，本发明技术方案19的末端执行器安装在机器人的机械臂上， 其特征在于，具备多个托板部件，构成为能够分别保持基板，上述多个托板部件中的至少一个托板部件能够相对于其它的托板部件移动；托板支撑部，支撑上述多个托板部件，与上述多个托板部件一体地被上述机器人驱动；托板驱动单元，使上述至少一个托板部件相对于其它的托板部件移动，切换成下述的两种状态，即在相对于由上述托板部件保持的上述基板的表面垂直的基板垂线方向上，上述至少一个托板部件的基板保持面与上述其它的托板部件的基板保持面相比位于基板保持侧的状态，和上述其它的托板部件的上述基板保持面与上述至少一个托板部件的上述基板保持面相比位于基板保持侧的状态。本发明技术方案20是在上述技术方案19中，上述多个托板部件构成为在上述基板垂线方向上观察时相互不重合。本发明技术方案21是在上述技术方案19或20中，上述托板驱动单元移动上述托板部件的方向是上述基板垂线方向。本发明技术方案22是在上述技术方案19至21的任一项中，上述至少一个托板部件的上述基板保持面与上述其它的托板部件的上述基板保持面之间在上述基板垂线方向上的最大距离为上述基板的多级载置部上的基板配置间距的范围内。本发明技术方案23是在上述技术方案19至22的任一项中，上述基板垂线方向上的上述多个托板部件整体的最大厚度为上述基板的多级载置部上邻接的载置部之间的托板可能存在厚度以下。本发明技术方案M是在上述技术方案19至23的任一项中，上述多个托板部件分别具有固定单元，在运送上述基板之际固定上述基板，使上述基板不脱离上述托板部件。本发明技术方案25是在技术方案M中，上述固定单元包含具有能够释放地与上述基板的缘部抵接的可动抵接部的边缘引导机构。本发明技术方案沈是在上述技术方案M中，上述固定单元具有包含对上述基板进行真空吸附的吸附部的吸附机构。本发明技术方案27的机器人的特征在于，具备上述技术方案1至18中任一项所述的末端执行器，以及安装了上述末端执行器的机械臂。本发明技术方案观的机器人的特征在于，具备上述技术方案19至沈中任一项所述的末端执行器，以及安装了上述末端执行器的机械臂。本发明技术方案四是在上述技术方案27中，在上述机械臂上，除了上述末端执行器之外，还设有能够与上述末端执行器独立地驱动的追加的末端执行器。本发明技术方案30是在上述技术方案观中，在上述机械臂上，除了上述末端执行器之外，还设有能够与上述末端执行器独立地驱动的追加的末端执行器。本发明技术方案31是在上述技术方案30中，上述末端执行的上述托板的上述基板保持面与上述追加的末端执行器的托板的基板保持面的间隔为上述基板的多级载置部上的基板配置间距。本发明技术方案32是在上述技术方案四或30中，上述追加的末端执行器是权利要求1至沈中任一项所述的末端执行器。本发明技术方案33是在上述技术方案四或30中，上述追加的末端执行器具有能够分别保持上述基板地构成的多个托板部件，上述追加的末端执行器的上述托板部件彼此的间隔是固定的。本发明技术方案34是上述技术方案27的机器人的运行方法，其特征在于，具备 使用上述末端执行器的两个以上的托板部件，同时运送两片以上的上述基板的工序；以及在由上述托板驱动单元缩小了上述托板间隔的状态下，通过上述末端执行器运送一片上述基板的工序。本发明技术方案35是上述技术方案四至33中任一项的机器人的运行方法，其特征在于，具备使用上述末端执行器和上述追加的末端执行器双方，同时运送多个上述基板的工序；以及使用上述末端执行器或者上述追加的末端执行器中的一个，运送一片或多个上述基板的工序。本发明技术方案36是在上述技术方案观中，根据上述至少一个托板部件和上述其它的托板部件改变适用条件。本发明技术方案37是在上述技术方案36中，上述适用条件与清洁用和非清洁用的分别使用，以及/或者高温用和低温用的分别使用有关。
图1是表示具备本发明一实施方式的末端执行器的机器人的立体图； 图2是放大表示图1所示的机器人的末端执行器部分的立体图3是表示图1所示的机器人的末端执行器的大致结构的附图，表示了上下的托板分离的状态；
图4是表示图1所示的机器人的末端执行器的大致结构的附图，表示了上下的托板接近的状态；
图5表示了图1所示的机器人中末端执行器的上下的托板接近的状态；
图6是放大表示图5所示的机器人的末端执行器部分的立体图7放大表示图2所示的末端执行器的边缘引导机构的可动抵接部及其周边部分的附
图8是作为图1所示的机器人的末端执行器的变形例而表示了具备三个托板部件的末端执行器的示意俯视图9是图8所示的末端执行器的示意侧视图10是表示用于图1所示的机器人的末端执行器的托板升降驱动机构的变形例的示意立体图11是作为图1所示的机器人的末端执行器的变形例而表示了设有晶片吸附机构的末端执行器的示意俯视图12是作为图1所示的机器人的末端执行器的变形例而表示了设有晶片落入机构的末端执行器的示意侧视图13是作为图1所示的机器人的末端执行器的变形例而表示了设有晶片包围机构的末端执行器的示意侧视图14是表示将图1所示的末端执行器安装在与图1所示的机器人不同类型的机器人上的状态的示意立体图15是表示使用本发明的机器人的晶片运送顺序的方案1的附图； 图16是表示使用本发明的机器人的晶片运送顺序的方案2的附图； 图17是表示使用本发明的机器人的晶片运送顺序的方案3的附图； 图18是表示使用本发明的机器人的晶片运送顺序的方案4的附图； 图19是表示使用本发明的机器人的晶片运送顺序的方案5的前半部分的附图； 图20是表示使用本发明的机器人的晶片运送顺序的方案5的后半部分的附图； 图21是表示本发明的其它实施方式的机器人的末端执行器的大致结构的附图，表示了可动托板位于最上位置的状态；
图22表示了图21所示的末端执行器中可动托板位于最下位置的状态； 图23是表示使用本发明的机器人的晶片运送顺序的其它方案的前半部分的附图； 图M是表示图23所示的晶片运送顺序的后半部分的附图。
具体实施例方式以下，参照附图对具备本发明一实施方式的末端执行器的机器人及其运行方法进行说明。如图1所示，本发明的机器人1具备机器人基座2，在该机器人基座2上设有升降主轴3。该升降主轴3通过设在机器人基座2内的升降驱动机构以及旋转驱动机构而能够沿着第1垂直轴Ll升降且能够绕其旋转。在升降主轴3的上端安装有第1机械臂4的基端部，在第1机械臂4的前端部安装有第2机械臂5的基端部，该第2机械臂5能够绕垂直轴L2旋转。在第2机械臂5的前端部上下地设有第1末端执行器6以及第2末端执行器7，所述末端执行器6、7能够绕第3 垂直轴L3相互独立地旋转。另外，机器人1的第1末端执行器6以及第2末端执行器7具备基本上通用的结构，适合于半导体晶片W的运送。如图2所示，机器人1的第1末端执行器6具备托板支撑部8，该托板支撑部8能够绕第3垂直轴L3旋转地安装在第2机械臂5的前端部。在托板支撑部8上设有构成为能够分别保持晶片W的可动托板9以及固定托板10。同样，第2末端执行器7具备能够绕第3垂直轴L3旋转地设在第2机械臂5的前端部的托板支撑部11，在该托板支撑部11上设有构成为能够分别保持晶片W的可动托板 12以及固定托板13。
第1末端执行器6的托板支撑部8由机器人1的支撑部驱动单元30驱动而绕第3 垂直轴L3旋转。而且，第2末端执行器7的托板支撑部11由机器人2的支撑部驱动单元 31驱动而绕第3垂直轴L3旋转。第1末端执行器6和第2末端执行器7由各自的支撑部驱动单元30、31驱动而绕第3垂直轴L3相互独立地旋转。进而，在第1末端执行器6上设有具备能够释放地与晶片W的缘部抵接的可动抵接部14，和驱动该可动抵接部14进退的气缸15的边缘引导机构(固定机构)16。该边缘引导机构16分别与上侧的晶片W和下侧的晶片W相对应地设置，并且相互独立地被驱动。另外，这些边缘引导机构16用于晶片W的固定，同时作为用于确认晶片W的存在的检测单元发挥作用。在第2末端执行器7上也设有同样的上下一对的边缘引导机构。接着，参照图3以及图4对第1末端执行器6中驱动可动托板9升降的托板驱动单元进行说明。另外，在图3以及图4中，为了容易理解而将可动托板9和固定托板10的各前端部在前后方向上对齐地进行表示(实际上如图2所示，各前端部前后错开)。在第1末端执行器6的托板支撑部8内设有气缸17，在该气缸17的活塞18的前端安装有可动托板9的基端部。进而在托板支撑部8内设有用于对支撑可动托板9的升降动作进行导向的升降导向件19。在升降导向件19上设有限制可动托板9的上限位置以及下限位置的上侧止挡19A以及下侧止挡19B。这样，通过驱动气缸17的活塞19上下进退，能够驱动可动托板9升降。这样一来， 能够改变可动托板9与固定托板10垂直方向上的间隔(第3垂直轴L3方向上的间隔)。另外，第2末端执行器7具备与上述的第1末端执行器6通用的结构。如图4至图6所示，在本实施方式中，通过气缸17使可动托板9下降到下限位置， 从而固定托板10位于可动托板9的内侧(参照图6)。S卩，可动托板9与固定托板10成为嵌套模样，构成为在垂直的方向上观察时托板相互不重合。这样，通过由气缸17使可动托板9下降到下限位置，可动托板9的晶片保持面9A与固定托板10的晶片保持面IOA为大致相同的面。而且，与晶片保持面9A、10A相邻地分别设有定位部9B、10B，晶片W的边缘抵接在定位部9B、10B上而将晶片在托板9、10上定位。这样，如图4所示，在晶片保持面9A与晶片保持面IOA为大致相同的面的状态下，定位部9B和定位部IOB均位于沿着晶片W的边缘的圆周上，定位部9B以及定位部IOB双方与一片晶片W的边缘抵接，晶片W被定位。因此，在本实施方式中，通过驱动气缸17的活塞18上下进退，能够针对可动托板 9与固定托板10上下方向上的间隔有选择地规定最大间隔(图3 托板分离状态)和最小间隔(图4 托板接近状态)中的某一状态，优选地是最小间隔为零。另外，图2所示的上下一对的边缘引导机构16的可动抵接部14配置成在可动托板9与固定托板10上下方向上的间隔为最大间隔(图3 托板分离状态)的情况下能够与各晶片W的缘部抵接。即，在本实施方式中，各末端执行器6、7的上下一对的可动抵接部14、14彼此的上下间隔是固定的，如图7所示，在上下一对的托板9、10的上下间隔为最大的情况下，各可动抵接部14、14定位成能够与被各托板9、10保持的各晶片W的缘部抵接。另外，虽然也可以构成为上侧的可动抵接部14与可动托板9联动地上下移动，但
10在本实施方式中，由于需要上侧的可动抵接部14进行的晶片W的固定是当可动托板9位于上方的时候，所以为了避免边缘引导机构16的结构复杂化而将上下一对的可动抵接部14 的上下间隔固定。在设可动托板9与固定托板10上下方向上的最大间隔为D，设用于收纳多个晶片 W的盒(FOUP :Front Opening Unified Pod)中的晶片配置间距为P的情况下，将最大间隔 D设定成nP<D< (η + 1)Ρ (η为包括O的自然数)。或者优选地是nP<D彡(η + 1 )Ρ (η为包括O的自然数)。优选地是η = 0，即最大间隔D大于O且小于晶片配置间距P (1间距)。在此，盒 (FOUP)可以是基于 SEMI (Semiconductor Equipment and Materials International)规格制造的。另外，在本实施方式中，虽然将外侧的托板设为可动托板9，将内侧的托板设为固定托板10，但也可以与此相反将内侧的托板设为可动托板，将外侧的托板设为固定托板。或者将双方的托板设为可动托板，只要是能够改变两托板间的上下间隔的结构即可。作为上述实施方式的变形例，能够如图8以及图9所示，设置两个(或者三个以上) 可动托板9、9’(以及各自的驱动单元)。在这种情况下，如图9所示，既可以改变上侧的可动托板9与下侧的可动托板9’的最大间隔D1，下侧的可动托板9’与固定托板10的最大间隔D2，也可以使两者相同。另外，在图9中，为了容易理解而将各托板9、9’、10的前端部在前后方向上对齐地进行表示。而且，作为可动托板9的升降驱动单元，也可以使用伺服马达来取代末端执行器 17。在该例中，能够在最大间隔(图3 托板分离状态)与最小间隔(图4 托板接近状态)之间任意地规定可动托板9与固定托板10上下方向上的间隔。在这种情况下，可动托板9用的边缘引导机构16的可动抵接部14与可动托板9的升降范围相匹配地形成为在上下方向上具有某种程度的幅宽。而且，作为可动托板9的升降驱动单元，也可以采用图10所示的旋转进行的升降驱动机构来取代末端执行器17。在该升降驱动机构中，能够通过使图10 (A)所示的处于躺倒状态的一对可动支撑部件20如图10 (B)所示地下落，可动托板9被可动支撑部件20下推而能够相对于固定托板10下降。而且，也可以如图11所示，取代边缘引导机构16而设置具有真空吸附晶片W的吸附部21 (在本例中为三个以及一个)的吸附机构。而且，也可以如图12所示，使晶片W落入由与晶片W的外形相配合地配置的多个爪部件22形成的凹部中。而且，也可以如图13所示，由与晶片W的外形相配合地配置的多个销部件23将晶片W围在其中。而且，也可以通过在晶片W与托板的晶片保持面之间产生摩擦的摩擦保持方式保持晶片W，还可以通过非接触式(流体式、静电式、超声波式等)保持方法保持晶片W。而且，虽然在上述实施方式的说明中使板9为可动的，使托板10为固定的，但也可以使托板9为固定的，使托板10为可动的，还可以将托板9以及托板10双方作为可动的。 只要是能够改变多个托板的间隔的结构即可。而且，虽然在上述实施方式的说明中边缘引导机构16是分别与上侧的晶片W和下侧的晶片W相对应地设置的，但也可以在上下的晶片W上设置通用的边缘引导机构。在这种情况下，为了吸收上下的晶片W的位置偏离，优选地是在边缘引导机构中包含弹性要素。而且，虽然在上述实施方式的说明中托板9和托板10的各前端部是前后错开的， 但也可以根据托板的形状而在前后对齐。而且，虽然在上述实施方式的说明中止挡19A、19B是与气缸17独立地设置的，但止挡也可以内置在气缸中。而且，虽然在上述实施方式的说明中作为多个晶片载置部是以盒(FOUP)为例，但并不仅限于盒，只要是能够载置多个晶片的多级载置部即可。在这种情况下，配置成多级的晶片彼此的间隔也可以不是一定的。而且，在多级载置部存在多种的情况下，只要是至少针对其中的一个上述的关系成立即可。而且，虽然在本实施方式中设有两台末端执行器6、7，但既可以安装一台，也可以安装三台以上。或者也可以使两台末端执行器中的一台为具有上下间隔固定的多个固定托板的固定托板式的末端执行器。只要是能够适当组合本实施方式中的可动托板式的末端执行器和固定托板式的末端执行器即可。而且，虽然在本实施方式中托板接近状态下可动托板9的晶片保持面9A和固定托板10的晶片保持面IOA为大致相同的面，但如果在托板接近状态下使两托板9、10整体的上下方向的厚度小于晶片盒的晶片配置间距，则也可以不必一定是大致相同的面。也可以使两托板9、10整体的上下方向的厚度为邻接的载置部之间的托板可能存在厚度(可能存在托板的厚度的最大值)。以下。在此，邻接的载置部之间的托板可能存在厚度称为托板的最大厚度、在托板上存在晶片的情况下称为托板以及晶片整体的最大厚度， 而所述托板、在托板上存在晶片的情况下为托板以及晶片能够不与载置部以及载置在载置部上的晶片产生干涉地插入邻接的载置部之间。另外，此处所说的“两托板9、10整体的上下方向上的厚度”不过是与插入晶片盒 (FOUP)中的部分的托板有关，而对于未插入晶片盒中的部分的厚度在此则无关。而且，本实施方式的末端执行器6也能够安装在图14所示的机器人1’上。该机器人1，具备在水平方向上驱动末端执行器6的水平驱动机械臂M，驱动该水平驱动机械臂 24绕垂直轴L旋转的旋转驱动机械臂25，以及驱动支撑该旋转驱动机械臂25的水平支撑部件沈升降的升降驱动机械臂27。而且，虽然在图1以及图14中例示了以水平状态运送基板的机器人，但能够安装本发明的末端执行器的机器人并不仅限于这种机器人，也能够安装在以非水平状态(例如垂直状态)运送基板的机器人上。这样，作为机器人，可以采用能够使末端执行器自动地位于所希望的位置的任意的装置。而且，本发明的末端执行器的运送对象并不仅限于上述的半导体晶片(圆形基板)，例如也能够运送液晶显示板的玻璃基板(方形基板)、太阳能板的玻璃基板(方形基板)寸。接着，对本实施方式的机器人的运行方法进行说明。本实施方式的机器人的运行方法具备第1工序(图2)和第2工序(图6)，所述第1 工序使用第1末端执行器6的可动托板9以及固定托板10双方同时运送两个晶片W，所述第2工序使可动托板9和固定托板10在上下方向上接近(托板接近状态)，由第1末端执行器6运送一片晶片。在第1工序中，既可以与第1末端执行器6同时使用第2末端执行器7，也可以单独使用第1末端执行器6。而且，即能够在第1工序之前实施第2工序，也能够适当组合第1工序和第2工序， 以所希望的顺序运送晶片W。图15至图20中例示了各种的晶片运送顺序。在图15所示的方案1中，首先通过第1末端执行器6从图中右侧的盒四中取出最下方的两片晶片，并将其放入图中左侧的盒四的最下方。接着，从右侧的盒四中先前取出的晶片之上取出两片晶片，并将其放入左侧的盒四中先前所放入的晶片之上。接着，驱动第1末端执行器6的可动托板9，使可动托板9的晶片保持面9A与固定托板10的晶片保持面IOA为大致相同的面的状态，取出右侧的盒四中最上方的晶片，并将其放入左侧的盒 29的最上方。在图15所示的方案1中，通过使用第1末端执行器6，在最上级移载一片晶片W， 在其它级移载两片晶片，能够避免机器人1与晶片盒四的干扰。在图16所示的方案2中，首先通过第1末端执行器6从右侧的盒四中取出最上方的两片晶片，并将其放入左侧的盒四的最上方。接着，从右侧的盒四中先前取出的晶片之下取出两片晶片，并将其放入左侧的盒四中先前放入的晶片之下。接着，使第1末端执行器6的晶片保持面9A与晶片保持面IOA为大致相同的面的状态，取出右侧的盒四中最下方的晶片，并将其放入左侧的盒四的最下方。在图16所示的方案2中，通过在最下级移载一片晶片W，在其它级移载两片晶片 W，能够避免机器人1与晶片W的干扰。在图17所示的方案3中，在左侧的盒四的最上方和中级分别具有一片晶片的状态下，通过第1末端执行器6从右侧的盒四中取出了两片晶片，并将其放入左侧的盒四中的最下方。接着，使第1末端执行器6的晶片保持面9A与晶片保持面IOA为大致相同的面的状态，取出右侧的盒四中最下方的晶片，并将其放入左侧的盒四中最上方的晶片与中级的晶片之间。在图17所示的方案3中，通过将两片晶片W移载在两级连续地空置的级上，在其之外的级上移载一片晶片W，能够避免机器人1与晶片W的干扰。在图18所示的方案4中，使第1末端执行器6的晶片保持面9A与晶片保持面IOA 为大致相同的面的状态，从右侧的盒四中取出一片晶片，并将其移载到能够载置的场所观。在该图18所示的方案4中，由于在汇总移载晶片W时能够两片两片移载，在需要仅移载一片晶片W时(例如将晶片W移载到仅能够载置一片晶片W的场所观的情况、或仅移载晶片盒四中特定的一片晶片W的情况等)能够仅移载一片晶片W，所以灵活且短时间内进行晶片W的处理。在图19以及图20所示的方案5中，首先通过第2末端执行器7从右侧的盒四取出最下方的两片晶片，然后通过第1末端执行器6取出其上的两片晶片。接着将第2末端执行器7上的两片晶片放入左侧的盒四中的最下方，然后将第1末端执行器6上的两片晶片放入先前放入的晶片之上。接着，使第1末端执行器6的晶片保持面9A与晶片保持面IOA为大致相同的面的状态，取出右侧的盒四中最上方的一片晶片，并将其放入左侧的盒四的
最上方。在该图19以及图20所示的方案5中，通过使用第1末端执行器6和第2末端执行器7双方，能够一次移载四片(两片+两片)、三片(两片+—片)、两片(一片+ —片、两片+ 零片)、一片(一片+零片)，灵活且短时间内进行晶片W的处理。另外，晶片以及盒的代表性尺寸在以下例示。直径为150mm (6英寸)的晶片厚度为0. 625mm，盒的间距为4. 76mm。直径为200mm (8英寸)的晶片厚度为0. 725mm，盒的间距为6. 35mm。直径为300mm (12英寸)的晶片厚度为0. 775mm，盒的间距为10mm。例如在直径为300mm的晶片的情况下，邻接的载置部间托板可能存在厚度为 IOmm-O. 775mm>9. 225mm。以下，对本发明的其它实施方式进行说明。在上述实施方式中，主要是着眼于对使一个末端执行器保持多片晶片的情况和保持一片晶片的情况进行切换。相对于此，以下所述的实施方式主要是着眼于在一个末端执行器中根据其适用而切换托板面。S卩，在本实施方式中，在上述的第1末端执行器6以及第2末端执行器7的至少一个中(以下以第1末端执行器6为例进行说明)，通过可动托板9以及固定托板10改变适用。 例如，将可动托板9作为清洁托板使用，将固定托板10作为非清洁托板使用。或者将可动托板9作为高温用托板使用，将固定托板10作为低温托板使用。另外，在本实施方式中，虽然是使一方的托板9为可动的，使另一方的托板10为固定的，但也可以使双方的托板为可动托板。这样，在本实施方式中，如图21以及图22所示地改变图3以及图4所示的上侧止挡19A以及下侧止挡19B的位置。S卩，上侧止挡19A处在比上述的实施方式(图3、图4)的情况低的位置，下侧止挡19B也处在比上述的实施方式的情况稍低的位置。如图22所示，在本实施方式中，可动托板9处在最下位置(与下侧止挡19B抵接的位置)的情况下，可动托板9的晶片保持面9A与固定托板10的晶片保持面IOA不为同一面，而是成为固定托板10的晶片保持面IOA向基板保持侧(图22中的上侧)稍稍突出的状态。另一方面，在可动托板9处在最上位置(与上侧止挡19A抵接的位置)的情况下，成为可动托板9的晶片保持面9A与固定托板10的晶片保持面IOA相比向基板保持侧稍稍突出的状态。另外，在图21以及图22中，示出了从水平方向观察两托板9、10不重合的结构，但也可以是两托板9、10的一部分重合的位置关系。这样，在本实施方式中，通过由末端执行器17驱动可动托板9升降，能够切换成可动托板9比固定托板10向基板保持侧突出的状态，和与其相反固定托板10比可动托板9 向基板保持侧突出的状态。而且，在本实施方式中，为了防止可动托板9或者固定托板10和与载置了运送对象的晶片W的盒(F0UPM9内的缝隙邻接的缝隙产生干扰，上侧止挡19A和下侧止挡19B的上下间隔设定成使用的适用的托板的晶片保持面与不使用的适用的托板的晶片保持面的距离在基板配置间距P的范围内。在本实施方式中，可动托板9能够以固定托板10为同一面的状态为Omm而向上方以及下方移动，但对于其升降距离，能够在下述范围内任意设定，该范围是(a)不使用的适用的托板避开使用的适用的托板，并且(b)不使用的适用的托板不与载置有运送对象的晶片W的盒(FOUP) 29内的缝隙以外的缝隙以及放置在这些缝隙中的晶片W产生干扰。为了满足上述(a)的条件，需要使用的适用的托板的晶片保持面与不使用的适用的托板的晶片保持面的距离至少要大于0mm。而且，为了满足上述(b)的条件，例如使基板垂线方向上的多个托板整体的最大厚度为基板的多级载置部上邻接的载置部之间的托板可能存在厚度(可能存在托板的厚度的最大值)以下即可。考虑到托板、末端执行器(机械手)、盒(FOUP)的制作误差及运送装置动作时的振动等，特别优选地是使使用的适用的托板的晶片保持面与不使用的适用的托板的晶片保持面的距离为晶片配置间距的5 30%。另外，无需使以固定托板10的位置为基准的可动托板9向上方的移动距离和向下方的移动距离一定一致。在本实施方式中，虽然不能通过第1末端执行器6而一次获取两片晶片，但通过将第1末端执行器6和第2末端执行器7的间隔设定成基板配置间距P，作为整体能够一次获取两片晶片。根据本实施方式，例如能够将可动托板9作为清洁用，将固定托板10作为非清洁用。这样，在获取清洁的晶片W之际使可动托板9位于固定托板10的上方(基板保持侧)， 另一方面，在获取非清洁的晶片W之际使可动托板9向下方退避而成为固定托板10向上方突出的状态。这样，在本实施方式中，能够在清洁用和非清洁用上共用一个末端执行器。另外，在本实施方式中，是不使用的适用的托板向下方避让的结构，但也可以采用不使用的适用的托板向上方避让的结构。即使在图3以及图4所示的上述实施方式中，也可以考虑例如将第1末端执行器6 的两个托板9、10作为清洁用，将第2末端执行器7的两个托板12、13作为非清洁用，按照每一个末端执行器改变适用这种方法，但在具备上述特征的本实施方式(图21以及图22) 中，能够如以下参照图23以及图M所说明的那样两片两片地运送晶片W。在图23以及图M所示的例子中，第1末端执行器6以及第2末端执行器7双方具备图21以及图22所示的结构，各自的可动托板9作为清洁用，各自的固定托板7作为非清洁用。在本例中，首先如图23所示，通过第2末端执行器7的可动托板12取出盒四中最下方的清洁的晶片W。接着如图M所示，通过第1末端执行器6的可动托板9取出盒四中最上方的清洁的晶片W。这样一来，在同时保持了两片清洁的晶片W的状态下驱动机器人 1，将两片晶片同时向运送目的地的其它的盒等移送。另外，在图23以及图M中，为了单纯化而不使用的末端执行器(机械手)是在前后方向上退避的，但也可以通过绕纸面上下方向轴的旋转而在纸面进深方向上退避。以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但上述实施方式能够在本发明的范围内适当改变。
权利要求
1.一种末端执行器，安装在机器人的机械臂上，其特征在于，具备多个托板部件，构成为能够分别保持基板，并能够改变上述托板部件彼此的托板间隔；托板支撑部，支撑上述多个托板部件，与上述多个托板部件一体地被上述机器人驱动；托板驱动单元，使上述多个托板部件中的至少一个相对于其它的托板部件移动，改变上述托板间隔。
2.如权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，上述多个托板部件构成为在从相对于由上述托板部件保持的上述基板的表面垂直的基板垂线方向观察时相互不重合。
3.如权利要求1或2所述的末端执行器，其特征在于，上述托板间隔是相对于由上述托板部件保持的上述基板的表面垂直的基板垂线方向上的间隔。
4.如权利要求3所述的末端执行器，其特征在于，上述托板驱动单元移动上述托板部件的方向是上述基板垂线方向。
5.如权利要求1至4中任一项所述的末端执行器，其特征在于， 上述多个托板部件分别具有上述基板抵接的基板保持部，构成为通过由上述托板驱动单元缩小上述托板间隔，上述多个托板部件的基板保持部彼此为大致同一面。
6.如权利要求1至5中任一项所述的末端执行器，其特征在于，构成为通过由上述托板驱动单元缩小上述托板间隔，相对于上述基板的表面垂直的基板垂线方向上的上述多个托板部件整体的厚度小于规定的厚度。
7.如权利要求6所述的末端执行器，其特征在于，上述规定的厚度与上述基板的多级载置部上的基板配置间距相对应。
8.如权利要求6所述的末端执行器，其特征在于，上述规定的厚度是上述基板的多级载置部上邻接的载置部之间的托板可能存在的厚度。
9.如权利要求1至8中任一项所述的末端执行器，其特征在于，上述托板驱动单元构成为针对上述托板间隔选择性地规定最大间隔与最小间隔中的某一间隔。
10.如权利要求9所述的末端执行器，其特征在于，上述托板驱动单元包含液压缸。
11.如权利要求1至8中任一项所述的末端执行器，其特征在于，上述托板驱动单元构成为针对上述托板间隔能够在最大间隔与最小间隔之间任意规定。
12.如权利要求11所述的末端执行器，其特征在于，上述托板驱动单元包含伺服马达。
13.如权利要求9至12中任一项所述的末端执行器，其特征在于，上述多个托板部件至少包含三个托板部件，上述最大间隔因邻接的一对上述托板部件的组的不同而不同。
14.如权利要求9至13中任一项所述的末端执行器，其特征在于，在邻接的上述托板部件彼此的间隔为上述最大间隔的情况下，当将邻接的上述托板部件彼此的间隔设为D，将上述基板的多级载置部上的基板配置间距设为P时，nP<D< (η + 1) P，其中η为包括0在内的自然数。
15.如权利要求1至14中任一项所述的末端执行器，其特征在于，上述多个托板部件分别具有固定单元，在运送上述基板之际固定上述基板，以使上述基板不脱离上述托板部件。
16.如权利要求15所述的末端执行器，其特征在于，上述固定单元包含具有能够释放地与上述基板的缘部抵接的可动抵接部的边缘引导机构。
17.如权利要求16所述的末端执行器，其特征在于，上述托板驱动单元构成为针对上述托板间隔选择性地规定最大间隔与最小间隔中的某一间隔，邻接的上述托板部件的上述可动抵接部彼此的间隔与上述最大间隔相配合地设定。
18.如权利要求15所述的末端执行器，其特征在于，上述固定单元具有包含对上述基板进行真空吸附的吸附部的吸附机构。
19.一种末端执行器，安装在机器人的机械臂上，其特征在于，具备多个托板部件，构成为能够分别保持基板，上述多个托板部件中的至少一个托板部件能够相对于其它的托板部件移动；托板支撑部，支撑上述多个托板部件，与上述多个托板部件一体地被上述机器人驱动；托板驱动单元，使上述至少一个托板部件相对于其它的托板部件移动，切换成下述的两种状态，即在相对于由上述托板部件保持的上述基板的表面垂直的基板垂线方向上，上述至少一个托板部件的基板保持面与上述其它的托板部件的基板保持面相比位于基板保持侧的状态，和上述其它的托板部件的上述基板保持面与上述至少一个托板部件的上述基板保持面相比位于基板保持侧的状态。
20.如权利要求19所述的末端执行器，其特征在于，上述多个托板部件构成为在上述基板垂线方向上观察时相互不重合。
21.如权利要求19或20所述的末端执行器，其特征在于，上述托板驱动单元移动上述托板部件的方向是上述基板垂线方向。
22.如权利要求19至21中任一项所述的末端执行器，其特征在于，上述至少一个托板部件的上述基板保持面与上述其它的托板部件的上述基板保持面之间在上述基板垂线方向的最大距离为上述基板的多级载置部上的基板配置间距的范围内。
23.如权利要求19至22中任一项所述的末端执行器，其特征在于，上述基板垂线方向上的上述多个托板部件整体的最大厚度为上述基板的多级载置部上邻接的载置部之间的托板可能存在厚度以下。
24.如权利要求19至23中任一项所述的末端执行器，其特征在于，上述多个托板部件分别具有固定单元，在运送上述基板之际固定上述基板，使上述基板不脱离上述托板部件。
25.如权利要求M所述的末端执行器，其特征在于，上述固定单元包含具有能够释放地与上述基板的缘部抵接的可动抵接部的边缘引导机构。
26.如权利要求M所述的末端执行器，其特征在于，上述固定单元具有包含对上述基板进行真空吸附的吸附部的吸附机构。
27.一种机器人，其特征在于，具备权利要求1至18中任一项所述的末端执行器，以及安装了上述末端执行器的机械臂。
28.一种机器人，其特征在于，具备权利要求19至沈中任一项所述的末端执行器，以及安装了上述末端执行器的机械臂。
29.如权利要求27所述的机器人，其特征在于，在上述机械臂上，除了上述末端执行器之外，还设有能够与上述末端执行器独立地驱动的追加的末端执行器。
30.如权利要求观所述的机器人，其特征在于，在上述机械臂上，除了上述末端执行器之外，还设有能够与上述末端执行器独立地驱动的追加的末端执行器。
31.如权利要求30所述的机器人，其特征在于，上述末端执行的上述托板的上述基板保持面与上述追加的末端执行器的托板的基板保持面的间隔为上述基板的多级载置部上的基板配置间距。
32.如权利要求四或30所述的机器人，其特征在于，上述追加的末端执行器是权利要求1至沈中任一项所述的末端执行器。
33.如权利要求四或30所述的机器人，其特征在于，上述追加的末端执行器具有能够分别保持上述基板地构成的多个托板部件，上述追加的末端执行器的上述托板部件彼此的间隔是固定的。
34.权利要求27所述的机器人的运行方法，其特征在于，具备使用上述末端执行器的两个以上的托板部件，同时运送两片以上的上述基板的工序；在由上述托板驱动单元缩小了上述托板间隔的状态下，通过上述末端执行器运送一片上述基板的工序。
35.权利要求四至33中任一项所述的机器人的运行方法，其特征在于，具备使用上述末端执行器和上述追加的末端执行器双方，同时运送多个上述基板的工序；使用上述末端执行器或者上述追加的末端执行器中的一个，运送一片或多个上述基板的工序。
36.权利要求观所述的机器人的运行方法，其特征在于，根据上述至少一个托板部件和上述其它的托板部件改变适用条件。
37.如权利要求36所述的机器人的运行方法，其特征在于，上述适用条件与清洁用和非清洁用的分别使用，以及/或者高温用和低温用的分别使用有关。
全文摘要
本发明的末端执行器构成为安装在机器人的机械臂上，其特征在于，具备多个托板部件，构成为能够分别保持基板，并能够改变托板部件彼此的托板间隔；托板支撑部，支撑多个托板部件，与多个托板部件一体地被机器人驱动；以及托板驱动单元，使多个托板部件中的至少一个相对于其它的托板部件移动，改变托板间隔。
文档编号H01L21/677GK102349144SQ20108001161
公开日2012年2月8日 申请日期2010年1月29日 优先权日2009年3月13日
发明者吉田哲也, 桥本康彦 申请人:川崎重工业株式会社