專利名稱：機(jī)器人手和機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所討論的實(shí)施方式涉及機(jī)器人手和機(jī)器人。
背景技術(shù)：
已知存在一種傳統(tǒng)的機(jī)器人，該機(jī)器人在形成于所謂EFEM (設(shè)備前端模塊)的局部清潔機(jī)器內(nèi)的空間中，將諸如晶片的基板搬入和搬出用于半導(dǎo)體制造過程的過程處理設(shè)備。機(jī)器人一般包括臂和設(shè)置在臂的前端處的機(jī)器人手。機(jī)器人通過在使用機(jī)器人手保持基板的同時(shí)沿水平方向等致動(dòng)臂而搬入和搬出基板。這里，例如通過由放置在機(jī)器人手的前端上的對(duì)置投光器和受光器形成的光軸是否被基板遮擋，來檢測(cè)在搬入/搬出期間基板是否存在于機(jī)器人手上。例如該技術(shù)已知如在日本特開專利公報(bào)N0.2004-119554中公開。同時(shí)，半導(dǎo)體制造過程通常包括諸如膜形成處理的熱處理過程。為此，機(jī)器人在許多情況下搬運(yùn)因熱處理過程而變熱的基板。然而，當(dāng)采用機(jī)器人手時(shí)，存在當(dāng)機(jī)器人手搬運(yùn)變熱的基板時(shí)，投光器和受光器受基板的輻射熱的影響并因此不能檢測(cè)基板的存在與否的可能。鑒于上述問題獲得實(shí)施方式的一方面，并且實(shí)施方式的目的在于提供一種即使基板非常熱也能夠確保檢測(cè)到該基板的機(jī)器人手和機(jī)器人。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)實(shí)施方式的一方面的機(jī)器人手包括:保持單元、基端部、光學(xué)傳感器以及反射構(gòu)件。所述保持單元保持薄板狀工件。在所述基端部中，該基端部的前端部分聯(lián)接到所述保持單元，并且該基端部的末端部分以可旋轉(zhuǎn)的方式聯(lián)接到臂。所述光學(xué)傳感器設(shè)置在所述基端部中，并且具有投光器和受光器。所述反射構(gòu)件設(shè)置在所述保持單元中。所述反射構(gòu)件反射來自所述投光器的光，使得所述光穿過工件的保持區(qū)域，并且使得所述光到達(dá)所述受光器，從而形成光路。根據(jù)實(shí)施方式的一方面，即使基板非常熱也能夠確保檢測(cè)到所述基板。


結(jié)合附圖，參考下面的詳細(xì)說明，能夠容易地獲得并更好地理解對(duì)本發(fā)明的更全面的認(rèn)識(shí)以及本發(fā)明的許多附帶優(yōu)點(diǎn)，在附圖中:圖1是示出包括根據(jù)一實(shí)施方式的機(jī)器人的搬運(yùn)系統(tǒng)的總體構(gòu)造的示意圖；圖2是示出根據(jù)該實(shí)施方式的機(jī)器人的構(gòu)造的示意圖；圖3A是根據(jù)第一實(shí)施方式的手的示意性俯視圖；圖3B是根據(jù)該第一實(shí)施方式的手的示意性側(cè)視圖；圖4A是圖3A中所示的Ml部分的放大示意圖4B是基端側(cè)突起部的不意性側(cè)視圖；圖4C是當(dāng)從圖4A中所示的A-A’線觀察時(shí)晶片的剖面圖；圖5A是示出晶片的保持狀態(tài)的圖；圖5B、圖5C和圖是根據(jù)第二實(shí)施方式的手的示意性側(cè)視圖；圖6是根據(jù)第三實(shí)施方式的手的示意性俯視圖；圖7A是根據(jù)第四實(shí)施方式的投光器和受光器的輪廓圖；以及圖7B和圖7C是根據(jù)第四實(shí)施方式的手的示意性側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參照附圖詳細(xì)地說明根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的機(jī)器人手和機(jī)器人。另外，以下所公開的實(shí)施方式不旨在限制本發(fā)明。在下文中，假設(shè)作為搬運(yùn)對(duì)象的工件為基板并且該基板是半導(dǎo)體晶片?！鞍雽?dǎo)體晶片，，被稱為“晶片”。而且，作為末端執(zhí)行器的“機(jī)器人手”被稱為“手”。

第一實(shí)施方式首先，將參照?qǐng)D1說明包括根據(jù)一實(shí)施方式的機(jī)器人的搬運(yùn)系統(tǒng)的總體構(gòu)造。圖1是示出包括根據(jù)該實(shí)施方式的機(jī)器人的搬運(yùn)系統(tǒng)I的總體構(gòu)造的示意圖。為了使說明能夠被理解，在圖1中示出了三維直角坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系包括Z軸，該Z軸的豎直向上方向?yàn)檎虿⑶邑Q直向下方向(或豎直方向)為負(fù)向。因此，沿著XY平面的方向是指水平方向。在用于下列說明的其它圖中采用也可采用該直角坐標(biāo)系。在下文中，在一些情況下，由多個(gè)部件構(gòu)成的構(gòu)件僅一個(gè)部件具有附圖標(biāo)記而其他部件不具有附圖標(biāo)記。在該情況下，其它部件和具有附圖標(biāo)記的一個(gè)部件具有相同構(gòu)造。如圖1所示，搬運(yùn)系統(tǒng)I包括基板搬運(yùn)單元2、基板供給單元3和基板處理單元4?；灏徇\(yùn)單元2包括機(jī)器人10和外殼20，其中機(jī)器人10放置在該外殼中。而且，基板供給單元3設(shè)置在外殼20的一個(gè)側(cè)面21上，并且基板處理單元4設(shè)置在外殼20的另一個(gè)側(cè)面22上。這里，圖中的附圖標(biāo)記100表示搬運(yùn)系統(tǒng)I的安裝面。機(jī)器人10包括具有手11的臂部12，所述手11能夠在上、下兩級(jí)處保持作為搬運(yùn)對(duì)象的晶片W。臂部12被支承為沿水平方向自由旋轉(zhuǎn)并且被支承為相對(duì)于設(shè)置在基座安裝框架23上的基座13自由地升降，所述基座安裝框架形成外殼20的底壁。以下將參照?qǐng)D2說明機(jī)器人10的細(xì)節(jié)。外殼20是所謂的EFEM，并且經(jīng)由設(shè)置在其上部的過濾器單元24形成清潔空氣的下行流。外殼20的內(nèi)部借由該下行流而保持高清潔狀態(tài)。而且，在基座安裝框架23的下表面上設(shè)置有腿25，該腿25支承外殼20，使外殼20和安裝面100之間具有預(yù)定間隙C?；骞┙o單元3包括:環(huán)箍30，該環(huán)箍30沿高度方向以多段方式收納多個(gè)晶片W ；以及環(huán)箍開啟器(未示出)，該環(huán)箍開啟器打開和關(guān)閉環(huán)箍30的蓋體以取出晶片W并且將該晶片W放入外殼20中。而且，多組環(huán)箍30和環(huán)箍開啟器能夠以預(yù)定間隔相鄰地設(shè)置在預(yù)定高度的臺(tái)31上?；逄幚韱卧?是對(duì)晶片W執(zhí)行半導(dǎo)體制造過程中的預(yù)定處理的過程處理單元，所述預(yù)定處理諸如為清潔處理、膜形成處理以及光刻處理。基板處理單元4包括進(jìn)行預(yù)定處理的處理裝置40。處理裝置40放置在外殼20的另一側(cè)面22上以面向基板供給單元3，而將機(jī)器人10夾在該處理裝置40和基板供給單元3之間。在外殼20中設(shè)置有預(yù)對(duì)準(zhǔn)裝置26，該預(yù)對(duì)準(zhǔn)裝置對(duì)晶片W執(zhí)行對(duì)中和槽口匹配。通過采用這種構(gòu)造，搬運(yùn)系統(tǒng)I在使得機(jī)器人10執(zhí)行提升操作和旋轉(zhuǎn)操作的同時(shí)，使機(jī)器人10取出環(huán)箍30中的晶片W并且經(jīng)由預(yù)對(duì)準(zhǔn)裝置26將晶片W放入處理裝置40中。然后，借由機(jī)器人10的操作而將由處理裝置40執(zhí)行了預(yù)定處理的晶片W取出并且搬運(yùn)，從而再次放置在環(huán)箍30中。接下來，將參照?qǐng)D2說明根據(jù)該實(shí)施方式的機(jī)器人10的構(gòu)造。圖2是示出根據(jù)該實(shí)施方式的機(jī)器人10的構(gòu)造的示意圖。如圖2所示，機(jī)器人10包括手11、臂部12和基座13。臂部12包括:升降部12a ；關(guān)節(jié)12b、12d和12f ;第一臂12c ;以及第二臂12e。如上所述，基座13是設(shè)置在基座安裝框架23(參見圖1)上的機(jī)器人10的基座部。升降部12a設(shè)置成能從基座13沿豎直方向(Z軸方向)滑動(dòng)(參見圖2中的雙頭箭頭a0)。因此，升降部12a沿著豎直方向升起以及降下臂部12。關(guān)節(jié)12b是繞軸線al的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(參見圖2的繞軸線al的雙頭箭頭)。第一臂12c經(jīng)由關(guān)節(jié)12b聯(lián)接到升降部12a而能夠旋轉(zhuǎn)。關(guān)節(jié)12d是繞軸線a2的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(參見圖2的繞軸線a2的雙頭箭頭)。第二臂12e經(jīng)由關(guān)節(jié)12d聯(lián)接到第一臂12c而能夠旋轉(zhuǎn)。關(guān)節(jié)12f 是繞軸線a3的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(參見圖2的繞軸線a3的雙頭箭頭)。手11經(jīng)由關(guān)節(jié)12f聯(lián)接到第二臂12e而能夠旋轉(zhuǎn)。機(jī)器人10設(shè)置有例如馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)源(未示出)。并且關(guān)節(jié)12b、關(guān)節(jié)12d和關(guān)節(jié)12f都基于驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。手11是用于保持晶片W的末端執(zhí)行器。手11包括兩個(gè)手，即，具有不同高度的上部手Ila和下部手lib。上部手Ila和下部手Ilb以軸線a3作為公共樞軸而靠近地設(shè)置，并且能夠繞軸線a3獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)。接著，例如，根據(jù)該實(shí)施方式的搬運(yùn)系統(tǒng)I在上部手Ila和下部手Ilb上均放置晶片W，從而同時(shí)將兩個(gè)晶片搬運(yùn)到機(jī)器人10。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)作業(yè)效率的提升、吞吐量的增大等。下面將描述上部手Ila和下部手Ilb的詳細(xì)構(gòu)造。在下文中，假設(shè)上部手Ila和下部手Ilb具有相同構(gòu)造，并且統(tǒng)稱為“手11”。然而，在該方面，上部手Ila和下部手Ilb不局限于相同構(gòu)造。而且，機(jī)器人10的各種操作由控制裝置50來控制。控制裝置50與機(jī)器人10連接以彼此通信。例如，控制裝置50設(shè)置在外殼20中(參見圖1)的機(jī)器人10的懷中，或者設(shè)置在外殼20的外部。而且，機(jī)器人10和控制裝置50可以彼此形成為一體?；陬A(yù)先存儲(chǔ)在控制裝置50中的教導(dǎo)數(shù)據(jù)來執(zhí)行由控制裝置50執(zhí)行的機(jī)器人10的各種操作的操作控制。然而，可以從能夠通信地彼此連接的上級(jí)裝置60獲得教導(dǎo)數(shù)據(jù)。而且，上級(jí)裝置60能夠?qū)C(jī)器人10 (及其其它部件)進(jìn)行相繼狀態(tài)監(jiān)控。接下來，將參照?qǐng)D3A和圖3B說明根據(jù)第一實(shí)施方式的手11的詳細(xì)構(gòu)造。圖3A是根據(jù)第一實(shí)施方式的手11的示意性俯視圖。圖3B是根據(jù)第一實(shí)施方式的手11的示意性側(cè)視圖。
圖3A和圖3B示出手11的前端指向X軸的正向。如圖3A所示，手11包括板111(保持單元)、基端部112、前側(cè)突起部113L和113R、基端側(cè)突起部114L和114R以及光學(xué)傳感器115。光學(xué)傳感器115包括投光器115a和受光器 115b。板111是包括供保持晶片W的區(qū)域(在下文中稱為“保持區(qū)域”)的構(gòu)件。而且，在圖3A和圖3B中示出了其前側(cè)被成型為基本V形形狀的板111。然而，板111的形狀不局限于此?？紤]到保持高溫晶片W，優(yōu)選的是，板111的材料是諸如為陶瓷和纖維增強(qiáng)塑料的聞耐熱材料。基端部112 是與手11的基端部對(duì)應(yīng)的構(gòu)件。基端部112的前端聯(lián)接到板111。而且，基端部112的末端經(jīng)由關(guān)節(jié)12f聯(lián)接到第二臂12e，以能夠繞軸線a3旋轉(zhuǎn)。前側(cè)突起部113L和113R設(shè)置在板111的前側(cè)的對(duì)稱位置。而且，基端側(cè)突起部114L和114R設(shè)置在板111的基端側(cè)的對(duì)稱位置。如圖3A所示，晶片W被保持在由前側(cè)突起部113L和113R以及基端側(cè)突起部114L和114R形成的保持區(qū)域H上。這里，將參照?qǐng)D3B說明根據(jù)當(dāng)前實(shí)施方式的晶片W的保持方法。在該情況下，圖3B的上部分示出晶片W未被保持的狀態(tài)，圖3B的下部分示出晶片W被保持的狀態(tài)。如圖3B所示，當(dāng)從側(cè)向觀察手11時(shí)，前側(cè)突起部113R和基端側(cè)突起部114R被成型為梯形形狀。類似地，前側(cè)突起部113L和基端側(cè)突起部114L (未示出)也被成型為梯形形狀。如上所述，因?yàn)榍皞?cè)突起部113L和113R以及基端側(cè)突起部114L和114R具有朝向板111的內(nèi)側(cè)傾斜的側(cè)面，所以手111能夠具有這樣的保持區(qū)域H，該保持區(qū)域形成為從板111浮起。換言之，如圖3B的上部分和下部分所示，手11將晶片W放置在其上以使晶片W落在保持區(qū)域H上并且因此能夠在晶片W從板111浮起的狀態(tài)下從下側(cè)支承并保持晶片W。結(jié)果，即使晶片W非常熱，該晶片W也被穩(wěn)定地保持，而不會(huì)直接將晶片W的熱施加于板111。而且，優(yōu)選的是，接觸晶片W的前側(cè)突起部113L和113R以及基端側(cè)突起部114L和114R由諸如聚酰亞胺樹脂的極耐熱材料形成。在圖3B中示出當(dāng)從側(cè)向觀察時(shí)其形狀為梯形的前側(cè)突起部113L和113R以及基端側(cè)突起部114L和114R。前側(cè)突起部113L和113R以及基端側(cè)突起部114L和114R的形狀不局限于梯形，只要該形狀具有朝向板111的內(nèi)側(cè)傾斜的側(cè)面，甚至僅略微傾斜即可。返回圖3A,將說明光學(xué)傳感器115。光學(xué)傳感器115形成從投光器115a開始并達(dá)至受光器115b的光路V。光學(xué)傳感器115是基于投光器115a的光量與受光器115b的光量之間的差來檢測(cè)手11上是否存在晶片W的檢測(cè)單元。而且，由于光量差大，檢測(cè)單元能夠確保檢測(cè)被晶片W遮擋的光路V，即，能夠確保檢測(cè)到位于手11上的晶片W。投光器115a是包括發(fā)光元件等的光源。而且，受光器115b包括光接收元件等并且接收來自投光器115a的光。如圖3A所不,投光器115a和受光器115b設(shè)置在基端部112上。也就是說，因?yàn)橥豆馄?15a和受光器115b離開保持晶片W的板111預(yù)定量而設(shè)置在基端部112上，因此晶片W的熱的影響難以施加到投光器115a和受光器115b。換言之，確保了光學(xué)傳感器115的操作可靠性并且因此能夠提高檢測(cè)晶片W的存在與否的確定性。盡管圖3A中未示出，但手11可包括夾持晶片W的夾持機(jī)構(gòu)。在下文中將參照?qǐng)D7A至圖7C說明包括夾持機(jī)構(gòu)的手的實(shí)施例。接下來，將參照作為圖3A的Ml部分的放大示意圖的圖4A說明由除投光器115a和受光器115b之外的構(gòu)件形成的光路V的細(xì)節(jié)。在圖4A中，為了便于說明，除投光器115a和受光器115b之外的構(gòu)件被夸大不出。如圖4A所示，基端側(cè)突起部114L包括:開口 114La和114Lb ;光路孔114Lc ;以及反射構(gòu)件114Ld。類似地，基端側(cè)突起部114R包括:開口 114Ra和114Rb ;光路孔114Rc ;以及反射構(gòu)件114Rd。如圖4A所示，開口 114La與投光器115a對(duì)置，并且開口 114Ra與受光器115b對(duì)置。而且，如作為基端側(cè)突起部114L和114R的示意性側(cè)視圖的圖4B所示，開口 114Lb和114Rb兩者以基本相同的高度布置成彼此面對(duì)。這里，開口 114Lb和114Rb的高度可以不相同。這點(diǎn)在下面參照?qǐng)D5A至圖5C進(jìn)行說明。而且，各開口的形狀可以不局限于圖4B所示的圓形形式。如圖4A所示，基端側(cè)突起部114L的開口 114La和114Lb借助基本L字符狀的光路孔114Lc而彼此連通。反射構(gòu)件114Ld設(shè)置在光路孔114Lc中。類似地，基端側(cè)突起部114R的開口 114Ra和114Rb也借助光路孔114Rc彼此連通。反射構(gòu)件114Rd設(shè)置在光路孔114Rc 中。通過采用該構(gòu)造，如圖4A所示，從投光器115a發(fā)射的光從開口部114La侵入光路孔114Lc中，借助反射構(gòu)件114Ld改變其方向，并且從基端側(cè)突起部114L的開口部114Lb射出。而且，從開口 114Lb射出的光穿過晶片W的保持區(qū)域H，從開口 114Rb侵入光路孔114Rc中，借助反射構(gòu)件114Rd改變其方向，并且從基端側(cè)突起部114R的開口 114Ra射出。然后，從開口 114Ra射出的光由受光器115b接收。換言之，如圖4A所示，光從投光器115a開始，穿過保持區(qū)域H以基本垂直于板111(參見圖3A)的延伸方向，并且到達(dá)受光器115b，從而形成基本為鉤狀的光路V。當(dāng)形成這樣的光路V時(shí)，光從晶片W的側(cè)面基本上平行于晶片W的主面入射。將參照?qǐng)D4C說明該情況的優(yōu)勢(shì)。圖4C是當(dāng)晶片W保持在保持區(qū)域H中時(shí)從圖4A的A-A’線觀察的晶片W的剖面圖。在該情況下，圖4C所示的箭頭示意性地表示光。如圖4C所示，當(dāng)從側(cè)向(也就是X軸方向)觀察晶片W時(shí)，通常晶片W的側(cè)面不平坦。因此，當(dāng)光從晶片W的側(cè)面入射時(shí)，光的一部分因晶片W的不平坦的側(cè)面而容易彎曲，如由箭頭201和202所示。換言之，這意味著當(dāng)晶片W存在于保持區(qū)域H中時(shí)，透過晶片W的光易于衰減。也就是說，因?yàn)槟軌蛎鞔_光量的差，因此可以獲得能夠確保檢測(cè)到晶片W的存在與否的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)如上形成用于執(zhí)行高確定性檢測(cè)的光路V時(shí)，優(yōu)選的是，反射構(gòu)件114Ld和114Rd由耐熱性優(yōu)良并且具有高反射性的材料形成。該材料能夠包括例如鏡面拋光石英玻
墻坐

如上所述，根據(jù)第一實(shí)施方式的手和機(jī)器人均包括保持單元、基端部、光學(xué)傳感器以及反射構(gòu)件。保持單元保持為薄板狀工件的晶片。在基端部中，該基端部的前端部分聯(lián)接到保持單元，并且該基端部的末端部分聯(lián)接到所述臂以能夠旋轉(zhuǎn)。光學(xué)傳感器設(shè)置在基端部中并且具有投光器和受光器。反射構(gòu)件設(shè)置在保持單元中。反射構(gòu)件反射來自投光器的光，使得光穿過晶片的保持區(qū)域，并且使得光到達(dá)受光器，從而形成光路。因此，依照根據(jù)第一實(shí)施方式的手和機(jī)器人，即使基板非常熱也可以確保檢測(cè)到基板。同時(shí)，在第一實(shí)施方式中已說明了反射構(gòu)件被包括在基端側(cè)突起部中。然而，當(dāng)前實(shí)施方式不局限于此。反射構(gòu)件可以與基端側(cè)突起部(或前側(cè)突起部)分離地設(shè)置在板上。在上述的第一實(shí)施方式中，以在板的前側(cè)設(shè)置一對(duì)前側(cè)突起部并且在板的基端側(cè)設(shè)置一對(duì)基端側(cè)突起部為實(shí)施例進(jìn)行了說明。然而，突起部的數(shù)量不局限于此。例如，一對(duì)前側(cè)突起部和一個(gè)基端側(cè)突起部可以利用三點(diǎn)保持晶片。在該情況下，假設(shè)獨(dú)立于基端側(cè)突起部包括反射構(gòu)件，則能夠容易地形成與第一實(shí)施方式中所述的光路相同的光路。而且，在上述的第一實(shí)施方式中，以前側(cè)突起部和基端側(cè)突起部具有梯形形狀為實(shí)施例進(jìn)行了說明。然而，這些突起部的形狀不局限于梯形。例如，突起部的形狀可以是柱形形狀或者長(zhǎng)方體形狀。當(dāng)形狀為柱形形狀或者長(zhǎng)方體形狀時(shí)，與第一實(shí)施方式類似地借助將晶片放置在板的上表面上而能夠?qū)⒕３衷趶陌甯∑鸬臓顟B(tài)。在該情況下，優(yōu)選的是，如上所述將反射構(gòu)件獨(dú)立地放置在板上。這些方面類似于以下待描述的其它實(shí)施方式。在上述的第一實(shí)施方式中，已說明了反射構(gòu)件被放置成使得穿過晶片的保持區(qū)域的光路平行于晶片的主面。然而，反射構(gòu)件可以被放置成使得光路不平行于晶片的主面。因此，在以下待述的第二實(shí)施方式中，將參照?qǐng)D5A至說明該情況。在下列實(shí)施方式中，包括第二實(shí)施方式在內(nèi)，與第一實(shí)施方式相同的說明被省略。第二實(shí)施方式圖5A是示出晶片Wl和W2的保持狀態(tài)的圖。圖5B至圖是根據(jù)第二實(shí)施方式的手IlA的示意性側(cè)視圖。如圖5A所示，經(jīng)由熱處理過程而具有高溫的晶片Wl在一些情況下能夠以彎曲狀態(tài)保持在手11上。而且，如圖5A所示，考慮到即使晶片W2不處于彎曲狀態(tài)該晶片也會(huì)被保持在大致傾斜的狀態(tài)。因此，如圖5B所示，根據(jù)第二實(shí)施方式的手IlA包括基端側(cè)突起部114LA和114RA，這些突起部的開口(以及其中的反射構(gòu)件)的高度不同。結(jié)果，因?yàn)槟軌蛐纬纱_保由彎曲晶片Wl或傾斜晶片W2遮擋的光路V，因此即使晶片為彎曲晶片Wl或傾斜晶片W2，也能夠確保檢測(cè)到晶片的存在與否。

如圖5C所示，手IIA可包括這樣的基端側(cè)突起部114LB和114RB，所述基端側(cè)突起部114LB和114RB均具有上下兩個(gè)開口以形成兩個(gè)傾斜交叉的光路Vl和V2。結(jié)果，因?yàn)槟軌蛱岣呔琖l和晶片W2遮擋光路Vl和V2的可能性，因此即使晶片為彎曲晶片Wl或傾斜晶片W2，也能夠確保檢測(cè)到晶片的存在與否。在圖5C所示的實(shí)施例中，優(yōu)選的是，手IlA在其基端部中包括一組與各光路Vl和光路V2對(duì)應(yīng)的投光器和受光器。
如圖所示，手IlA可包括基端側(cè)突起部114LC和114RC，所述基端側(cè)突起部114LC和114RC能夠形成沿水平方向基本平行并且具有相當(dāng)大寬度的光路V3。光路V3能夠通過結(jié)合能夠輸出相當(dāng)大光量的投光器和具有高反射性的反射構(gòu)件而形成。結(jié)果，因?yàn)槟軌蛱岣呔琖l或晶片W2遮擋光路V3的可能性，因此，即使晶片為彎曲晶片Wl或傾斜晶片W2，也能夠確保檢測(cè)到晶片的存在與否。在圖5A至圖中，已利用彎曲晶片Wl或傾斜晶片W2作為主要實(shí)施例說明了第二實(shí)施方式。然而，顯然，第二實(shí)施方式能夠被應(yīng)用于基本平行于水平方向保持的晶片W (參見圖4C)。如上所述，根據(jù)第二實(shí)施方式的手和機(jī)器人均包括保持單元、基端部、光學(xué)傳感器以及反射構(gòu)件。保持單元保持晶片。在基端部中，該基端部的前端部分聯(lián)接到保持單元，并且該基端部的末端部分聯(lián)接到臂以能夠旋轉(zhuǎn)。光學(xué)傳感器被設(shè)置在基端部上并且具有投光器和受光器。反射構(gòu)件設(shè)置在保持單元中。反射構(gòu)件反射來自投光器的光，使得光穿過晶片的保持區(qū)域而不平行于晶片的主面，并且使得光到達(dá)受光器，從而形成光路。因此，依照根據(jù)第二實(shí)施方式的手和機(jī)器人，即使基板非常熱，不管基板的保持狀態(tài)如何都能夠確保檢測(cè)到基板。在上述的實(shí)施方式中，已說明了光路主要由基端側(cè)突起部形成。然而，光路可以由包括前側(cè)突起部的突起部形成。因此，在以下待述的第三實(shí)施方式中，將參照?qǐng)D6說明該情況。第三實(shí)施方式圖6是根據(jù)第三實(shí)施方式的手IlB的示意性俯視圖。如圖6所示，第三實(shí)施方式與以上的實(shí)施方式(手11和手11A)的不同在于，手IlB包括具有反射構(gòu)件(未示出)的前側(cè)突起部113RA。

手IIB使得來自投光器115a的光經(jīng)由基端側(cè)突起部114LD在保持區(qū)域H的中心P附近穿過該保持區(qū)域，并且經(jīng)由前側(cè)突起部113RA和基端側(cè)突起部114RD到達(dá)受光器115b，從而形成光路V4。也就是說，光路V4依次經(jīng)由基端側(cè)突起部114LD、前側(cè)突起部113RA和基端側(cè)突起部114RD穿過保持區(qū)域H。結(jié)果，例如即使晶片W通過在手IlB的前側(cè)和基端側(cè)具有略微不同的高度而被傾斜地保持，光路V4也能夠確保被晶片W遮擋。也就是說，確保檢測(cè)晶片W的存在與否。僅必要的是，圖6中所示的手IlB的基端側(cè)突起部114RD僅包括沿著X軸線方向形成的開口和光路孔以僅使光從其通過，而不包括反射構(gòu)件。這意味著基端側(cè)突起部114RD被設(shè)置在連接前側(cè)突起部113RA和受光器115b的直線上，如圖6所示。然而，構(gòu)件的布置關(guān)系不局限于此。因此，例如，基端側(cè)突起部114RD可以不被設(shè)置在所述直線上。在該情況下，僅必需的是，基端側(cè)突起部114RD包括反射構(gòu)件(未示出)，以反射光。這里,光路不必穿過基端側(cè)突起部114RD。也就是說，光路可以形成為從投光器115a開始，經(jīng)由基端側(cè)突起部114LD到達(dá)前側(cè)突起部113RA，然后從前側(cè)突起部113RA直接到達(dá)受光器115b。以前側(cè)突起部為前側(cè)突起部113RA作為實(shí)施例進(jìn)行了說明。當(dāng)假設(shè)前側(cè)突起部113LA包括反射構(gòu)件(未示出)時(shí)，可以經(jīng)由前側(cè)突起部113LA形成與光路V4相同的光路。如上所述。根據(jù)第三實(shí)施方式的手和機(jī)器人均包括保持單元、基端部、光學(xué)傳感器以及反射構(gòu)件。保持單元保持晶片。在基端部中，該基端部的前端部分聯(lián)接到保持單元，并且該基端部的末端部分聯(lián)接到所述臂以能夠旋轉(zhuǎn)。光學(xué)傳感器設(shè)置在基端部中并且具有投光器和受光器。反射構(gòu)件設(shè)置在保持單元中。反射構(gòu)件反射來自投光器的光，使得光在中心附近穿過晶片的保持區(qū)域，并且使得光到達(dá)受光器，從而形成光路。因此，依照根據(jù)第三實(shí)施方式的手和機(jī)器人，即使基板非常熱，不管基板的保持狀態(tài)如何都能夠確保檢測(cè)到基板。在上述的實(shí)施方式中，已說明了光路僅沿著水平方向形成。所述光路可沿著除水平方向之外的方向的組合形成。因此，在以下待述的第四實(shí)施方式中，將參照?qǐng)D7A至圖7C說明該情況。圖7A是第四實(shí)施方式的輪廓圖。圖7B和圖7C是根據(jù)第四實(shí)施方式的手IlC的示意性側(cè)視圖。第四實(shí)施方式如圖7A所示，例如，作為光路V5，從投光器115a投射的光可以在中途沿著豎直方向改變其方向之后到達(dá)受光器115b。這在以下情況中是有效的。例如，如圖7B所示，手IlC包括位于基端部112中的夾持機(jī)構(gòu)116。夾持機(jī)構(gòu)116具有擠壓?jiǎn)卧?16a。夾持機(jī)構(gòu)116使得擠壓?jiǎn)卧?16a沿箭頭301的方向突出并且將晶片W放置在擠壓?jiǎn)卧?16a和前側(cè)突起部113L (以及113R)之間以夾持晶片W。有用的是，當(dāng)晶片W的溫度不為諸如高溫的異常溫度時(shí)，夾持機(jī)構(gòu)116確保將晶片W夾持在手IlC中。這里，當(dāng)諸如夾持機(jī)構(gòu)116的機(jī)構(gòu)被包括在基端部112中時(shí)，如圖7B和圖7C所不,必須將投光器115a和受光器115b布置在夾持機(jī)構(gòu)116的下段處，以便于布置空間。

在該情況下，如圖7B和圖7C所示，手IlC可在板111內(nèi)包括反射構(gòu)件IllL和IllR0而且，手IlC包括基端側(cè)突起部114LE和114RE，這些突起部向下開口并且與板111的內(nèi)部連通以能夠形成圖7A的光路V5。結(jié)果，能夠形成不管投光器115a和受光器115b的布置位置如何都能確保檢測(cè)到晶片W的存在與否的光路V5。這里，已說明了通過組合豎直方向和水平方向來形成光路V5。然而，當(dāng)前實(shí)施方式不局限于豎直方向。例如，該方向可以是傾斜方向。如上所述，根據(jù)第四實(shí)施方式的手和機(jī)器人均包括保持單元、基端部、光學(xué)傳感器以及反射構(gòu)件。保持單元保持晶片。在基端部中，該基端部的前端部分聯(lián)接到保持單元，并且該基端部的末端部分聯(lián)接到所述臂以能夠旋轉(zhuǎn)。光學(xué)傳感器設(shè)置在基端部中并且具有投光器和受光器。反射構(gòu)件設(shè)置在保持單元中。反射構(gòu)件反射來自投光器的光，并且使得光到達(dá)受光器，從而根據(jù)投光器和受光器的布置位置形成光路。因此，依照根據(jù)第四實(shí)施方式的手和機(jī)器人，即使基板非常熱，不管投光器和受光器的布置位置如何都能夠確保檢查到基板。在上述的實(shí)施方式中，以手主要保持非常熱的工件為實(shí)施例進(jìn)行了說明。然而，清楚的是，這些實(shí)施方式能夠被應(yīng)用于檢測(cè)其溫度不是高溫而是正常溫度的晶片的情況。而且，在上述實(shí)施方式中，已說明了晶片保持在作為保持單元的板的上表面上。然而，本實(shí)施方式不局限于此。例如，晶片可以通過被吸附在板的下表面上而被保持。在該情況下，僅需要反射構(gòu)件形成穿過位于板的下表面上的晶片的側(cè)面的光路。而且，在上述實(shí)施方式中，已說明了反射構(gòu)件是板狀形狀。然而，反射構(gòu)件的形狀不局限于此。而且，反射構(gòu)件可以不是單體的。而且，例如，反射構(gòu)件可以與上述的光路孔的壁表面形成為一體。在上述實(shí)施方式中，以兩個(gè)手被設(shè)置在與單臂對(duì)應(yīng)的一個(gè)臂的前端上為實(shí)施例進(jìn)行了說明。然而，手的數(shù)量不局限于此。例如，手的數(shù)量可以是一個(gè)或者可以是三個(gè)以上。在上述實(shí)施方式中，已說明了機(jī)器人是單臂機(jī)器人。然而，機(jī)器人可以是兩臂機(jī)器人或者多臂機(jī)器人。在上述實(shí)施方式中，已說明了工件是基板并且基板主要是晶片的實(shí)施例。然而，顯然，實(shí)施方式能夠被應(yīng)用于各種基板而與基板類型無關(guān)。例如，基板可以是液晶面板顯示器的玻璃基板。而且，工件可以不是基板，而只要是薄板狀工件即可。而且，在上述實(shí)施方式中，以機(jī)器人被包括在搬運(yùn)基板的搬運(yùn)系統(tǒng)中為例進(jìn)行了說明。然而，包括機(jī)器人的系統(tǒng)的類型不局限于此，而只要機(jī)器人是通過使用設(shè)置在臂上的手來保持薄板狀工件的 機(jī)器人即可。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)器人手，該機(jī)器人手包括: 保持單元，該保持單元保持薄板狀的工件； 基端部，該基端部的前端部分聯(lián)接到所述保持單元，并且該基端部的末端部分以可旋轉(zhuǎn)的方式聯(lián)接到臂； 光學(xué)傳感器，該光學(xué)傳感器設(shè)置在所述基端部中，并且包括投光器和受光器；以及 設(shè)置在所述保持單元中的反射構(gòu)件，該反射構(gòu)件反射來自所述投光器的光，使得所述光穿過所述工件的保持區(qū)域，并且使得所述光到達(dá)所述受光器，從而形成光路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人手，其中，所述反射構(gòu)件被設(shè)置為形成所述光路，在該光路中，來自所述投光器的所述光從所述工件的側(cè)面入射。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)器人手，其中，所述反射構(gòu)件包括具有耐熱性的材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)器人手，其中， 所述保持單元包括多個(gè)突起部，這些突起部與所述工件接觸以保持該工件，并且 這些突起部中的至少兩個(gè)突起部設(shè)置有所述反射構(gòu)件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)器人手，其中，所述反射構(gòu)件被設(shè)置為使得:穿過所述工件的所述保持區(qū)域的所述光路平行于所述工件的主面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)器人手，其中，所述反射構(gòu)件設(shè)置為使得:穿過所述工件的所述保持區(qū)域的所述光路不平行于所述工件的主面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)器人手，其中，所述反射構(gòu)件設(shè)置為使得:穿過所述工件的所述保持區(qū)域的所述光路在從所述工件的頂面觀察所述工件時(shí)的中心附近穿過。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)器人手，其中， 每個(gè)所述突起部在側(cè)面均具有兩個(gè)開口，這些開口在該突起部?jī)?nèi)彼此聯(lián)通，并且這些突起部中的一對(duì)突起部設(shè)置在所述保持單元的基端側(cè)的對(duì)稱位置，并且 所述反射構(gòu)件設(shè)置在所述開口借以彼此聯(lián)通的區(qū)域，從而使得所述光路垂直于所述保持單元的延伸方向。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)器人手，其中， 這些突起部包括:設(shè)置在所述保持單元的前端側(cè)的至少一個(gè)突起部；以及設(shè)置在所述保持單元的基端側(cè)的一對(duì)突起部，并且 所述反射構(gòu)件設(shè)置為形成這樣的光路，使得:所述光從基端側(cè)的所述突起部中的一個(gè)突起部開始，穿過前端側(cè)的所述突起部，并且到達(dá)基端側(cè)的所述突起部中的另一個(gè)突起部。
10.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人手的機(jī)器人。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機(jī)器人手和機(jī)器人。根據(jù)實(shí)施方式的機(jī)器人手包括保持單元、基端部、光學(xué)傳感器以及反射構(gòu)件。所述保持單元保持薄板狀工件。在所述基端部中，該基端部的前端部分聯(lián)接到所述保持單元，并且該基端部的末端部分以可旋轉(zhuǎn)的方式聯(lián)接到臂。所述光學(xué)傳感器設(shè)置在所述基端部中，并且具有投光器和受光器。所述反射構(gòu)件設(shè)置在所述保持單元中。所述反射構(gòu)件反射來自所述投光器的光，使得所述光穿過工件的保持區(qū)域，并且使得所述光到達(dá)所述受光器，從而形成光路。
文檔編號(hào)H01L21/677GK103227129SQ20121041743
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月26日
發(fā)明者安藤隆治, 日野一紀(jì), 古谷彰浩 申請(qǐng)人:株式會(huì)社安川電機(jī)