CN103328164B - 运送装置及真空装置 - Google Patents

Abstract

一种在多个腔室彼此之间利用机器人手支撑基板并使其移动的运送装置，具备：第一检测机构，在所述机器人手的第一停止位置，在第一检测位置检测所述基板，该第一检测位置设定在通过所述机器人手支撑的所述基板的一面上；以及第二检测机构，在所述机器人手的第二停止位置，在第二检测位置检测所述基板，该第二检测位置设定在通过所述机器人手支撑的所述基板的一面上。

Description

运送装置及真空装置

技术领域

本发明涉及利用机器人手支撑基板并运送的运送装置及具备该运送装置的真空装置，详细地，涉及检测支撑在机器人手上的基板的错位、破损等的技术。

本申请基于2011年3月16日在日本申请的日本国特愿2011-057977号主张优先权，在此援用其内容。

背景技术

已知例如，作为多腔室型的真空装置的一例，以包围配置在中央的运送装置的方式配设装入及取出室和处理室等的腔室的CVD装置。构成这种CVD装置的运送装置，具备形成在一端上支撑基板（被运送物）的机器人手的能够伸缩的机器人手臂。

而且，通过能够转动地形成该机器人手臂，例如在腔室内伸展机器人手臂，利用机器人手接收基板，并缩回机器人手从腔室取出基板后，旋转机器人手臂向其他腔室导入基板等，能够在多个腔室之间运送基板。

以往，在这种运送装置中，为了判断机器人手上是否载置有基板，已知例如，以基板的中央（中心）为检测位置，利用受发光元件检测基板的存在的结构（例如，参照专利文献1）。

然而，在以这种基板的一点，例如仅以中心为检测位置检测基板的存在的结构中，能够检测机器人手上的基板的有无，但不能检测基板是否支撑在机器人手的规定位置上（错位检测），或支撑在机器人手上的基板是否破损（破损检测）等更确切的基板的状态。

为此，还已知例如，在基板上设定多个检测位置，朝向这些多个检测位置具备受发光元件等多个检测机构的运运装置（例如，参照专利文献2）。在这种运送装置中，在机器人手与各个腔室面对的停止位置每个上，分别具有设定的检测位置的个数的检测机构。通过对一个基板设定多个检测位置，使得能够检测在机器人手上的基板的支撑位置的偏移和基板的缺损。

具体来讲，例如，在基板的同心圆上设定错开120°的三点的检测位置，在与各个腔室面对的停止位置每个上，设置朝向这三点的检测位置照射光（检测光），并接受该光的传感器。因此，例如，在运送装置的周围具备六个腔室的真空装置中，对六处停止位置的各个配设三组传感器，具备总计十八组的传感器。

专利文献1：日本特开2010-162611号公报

专利文献1：日本特再公表2009-038164号公报

然而，在被设定的机器人手的停止位置的个数，即在被设置的腔室每个上，设置分别被设定在基板上的检测位置的个数的检测机构的结构中，由于增加腔室的个数的同时也增加基板的检测机构的个数，从而需要用于设置多个检测机构的空间，因此成为真空装置全体的小型化的障碍。

另外，若大幅增加检测机构的个数，则检测机构的设置成本也大幅增加，从而成为低成本化的障碍。进一步，随着检测机构的增加，也增加控制检测机构的信号处理，从而招致真空装置的复杂化。

发明内容

本发明所涉及的方式为了解决上述课题而产生的，目的在于提供一种通过即使减少检测基板的检测机构的个数，也能够切实检测基板的错位和破损，从而能够低成本并且小型化的运送装置及真空装置。

为了解决上述课题，本发明采用如下的运送装置及真空装置。

（1）、本发明所涉及的方式的运送装置为在多个腔室彼此之间利用机器人手支撑基板并使其移动的运送装置，具备：第一检测机构，在所述机器人手的第一停止位置，在第一检测位置检测所述基板，该第一检测位置设定在通过所述机器人手支撑的所述基板的一面上；以及第二检测机构，在所述机器人手的第二停止位置，在第二检测位置检测所述基板，该第二检测位置设定在通过所述机器人手支撑的所述基板的一面上。

（2）、在上述（1）的方式中，所述第二停止位置还可以为所述机器人手沿着旋转轴从所述第一停止位置旋转的位置。

（3）、在上述（1）或（2）的方式中，还可以采用，所述腔室具备拿出及放入所述基板的装入及取出室和处理所述基板的处理室，所述第一停止位置为对所述装入及取出室拿出及放入所述基板时所述机器人手停止的位置，所述第二停止位置为对所述处理室拿出及放入所述基板时所述机器人手停止的位置的结构。

（4）、在上述（1）至（3）任一项所述的方式中，还可以采用，所述基板为圆板状的晶片，所述第一检测位置与所述第二检测位置被设定在所述基板的一面中的同心圆上，所述第一检测位置由相互空开大致120°间隔的两个检测点构成，所述第二检测位置为对于所述第一检测位置空开大致120°间隔的一个检测点的结构。

（5）、在所述（4）的方式中，还可以采用，构成所述腔室的所述装入及取出室相互邻接地形成多个，通过一个所述第一检测机构检测构成所述第一检测位置的两个所述检测点中的一个所述检测点和邻接所述第一检测位置的两个所述检测点中的一个所述检测点的两个点的结构。

（6）、在上述（1）至（5）任一项所述的方式中，所述第一检测机构及所述第二检测机构还可以具备朝向所述基板发光的发光机构和接受从所述发光机构的光的受光机构。

（7）、在上述（1）至（6）任一项所述的方式中，所述机器人手还可以形成有对于所述第二检测机构使所述基板的一面露出的开口。

（8）、本发明所涉及的方式的真空装置，具备上述（1）至（7）任一项所述的运送装置和多个腔室。

（9）、在上述（8）的方式中，所述第一检测机构及所述第二检测机构还可以采用测量通过所述机器人手支撑的所述基板相对于设定在该机器人手上的规定的基板支撑位置的错位量的结构。

（10）、在上述（9）的方式中，所述第一检测机构及所述第二检测机构还可以由线性传感器构成。

根据本发明所涉及的上述方式的运送装置及真空装置，在对构成真空装置的各腔室交换基板时的机器人手的第一停止位置和第二停止位置的各个上，无需设置完全对应于设定在基板上的第一检测位置和第二检测位置的个数的检测机构。

即，在所述第一停止位置只形成对应于设定在基板上的第一检测位置的第一检测机构，在第二停止位置只形成对应于设定在基板上的第二检测位置的第二检测机构，通过在运送的前后在相互不同的检测位置检测基板的第一检测机构和第二检测机构，能够在第一检测位置和第二检测位置两者检测基板的存在。

由此，能够削减用于设置检测机构的空间，使真空装置全体的小型化易于实现。另外，由于能够大幅削减检测机构的设置成本，因此能够实现真空装置的低成本化。进而，由于随着检测机构的削减，能够简化控制这些检测机构的信号处理，因此还能够使真空装置的控制部的结构简易。

附图说明

图1是表示具备本发明所涉及的一实施方式的运送装置的真空装置的一结构例的俯视图。

图2A是该运送装置的侧视图。

图2B是该运送装置的俯视图。

图2C是该运送装置的俯视图。

图3是表示支撑基板的机器人手的放大俯视图。

图4是表示运送室的附近的放大俯视图。

图5是表示被设定在基板上的检测位置的一例的说明图。

图6是表示该运送装置的动作的俯视图。

图7是表示检测机构的一例的剖视图。

图8是表示检测机构的一例的剖视图。

图9是表示该运送装置的作用的俯视图。

图10是表示该运送装置的作用的俯视图。

图11是表示本发明所涉及的运送装置的其他实施方式的俯视图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明所涉及的实施方式的运送装置及真空装置进行说明。此外，本实施方式为了更好地理解发明的宗旨，举出一例进行说明，在没有特别指定的情况下，并不限定本发明。另外，在下面的说明中使用的附图，为了易于理解本发明的特征，方便起见具有放大表示成为重要部的部分的情况，并不限定各结构要素的尺寸比例等与实际相等。

图1是表示具备本发明所涉及的一实施方式的运送装置的真空装置的一结构例的俯视图。

多腔室型的真空装置10具有运送室11，在该运送室11的内部配置有运送装置（运送机器人）20。例如，该运送装置20运送在真空装置10中进行处理的圆板状的基板15。

在运送室11的周围以多个腔室包围的方式形成。例如，这种腔室可以由相互邻接而形成的二个装入及取出室（腔室）12、13和多个处理室（腔室）14a至14d构成。例如，在装入及取出室（腔室）12、13中，可以是一个装入及取出室12为从外部朝向真空装置10搬入基板15的装入室，另一个装入及取出室13为从真空装置10向外部搬出基板15的取出室。

在这种腔室12、13、14a至14d的各个与运送室11之间，以及装入及取出室（腔室）12、13与外部之间，可以分别形成有切断阀16。

运送装置20能够使作为被运送物的基板15在腔室12、13、14a至14d之间移动。

图2A是运送装置（运送机器人）20的侧视图。图2B及图2C是从运送室11的顶侧俯视的俯视图。运送装置20具有旋转轴30、被安装在该旋转轴上的机器人手臂22、被形成在机器人手臂22的一端上的机器人手23和上下移动装置24。机器人手臂22由相互能够弯曲的第一、第二主动臂21a、21b和第一、第二从动臂22a、22b构成。

旋转轴30由外筒30a和被配置在该外筒30a的内部中的内筒30b构成，外筒30a和内筒30b与同心二轴马达25连接，以相同的旋转轴线P为中心能够独立旋转的方式构成。

上下移动装置24使主动臂21a、21b、从动臂22a、22b、手（机器人手）23等的可动部沿着高度方向h上下移动。

第一、第二主动臂21a、21b的基部的一个固定在外筒30a上，另一个固定在内筒30b上。在此，第一主动臂21a固定在外筒30a上，第二主动臂21b固定在内筒30b上。第一、第二从动臂22a、22b的基部（同心二轴马达25侧）分别能够转动地被安装在第一、第二主动臂21a、21b的前端部分（机器人手23侧）。

旋转轴线P被配置为铅垂，第一、第二主动臂21a、21b和第一、第二从动臂22a、22b被配置为水平。因此，第一、第二主动臂21a、21b和第一、第二从动臂22a、22b在水平面内能够移动。

符号Qa、Qb表示作为第一、第二从动臂22a、22b相对于第一、第二主动臂21a、21b的转动的中心的第一、第二转动轴线。第一转动轴线Qa与旋转轴线P之间的距离和第二转动轴线Qb与旋转轴线P之间的距离相等。

根据如上的结构，支撑基板15的机器人手23以旋转轴线P为中心能够旋转，并且朝向从旋转轴线P远离的方向能够水平移动。另外，机器人手23通过上下移动装置24，沿着高度方向h能够上下移动。即，机器人手23成为在规定范围内的XYZ的三维方向上能够自由移动。由此，使作为被运送物的基板15在运送室11与各腔室12、13、14a至14d的各个之间（参照图1）能够自由移动。

图3是表示支撑基板的机器人手的放大俯视图。

机器人手23形成有载置基板15的叉27和与基板15的周面相同的曲率形成并当支撑基板15时与基板15的周边抵接并定位的支撑端28。另外，在机器人手23的支撑端28的附近，形成有对于后述的第二检测机构使基板15的一面露出的开口29。

支撑在机器人手23上的基板15，例如可以是硅晶片，在基板15的周边（边缘）的一部分上形成有成为该基板15的晶体取向的标记的槽口N。

图4是表示运送室的附近的放大俯视图。

运送装置20设定有作为以旋转轴30为中心的机器人手23的旋回方向的停止位置的第一停止位置41a、41b和第二停止位置42a、42b、42c、42d的六处的停止位置。此外，在图4中，停止位置41b、42a至42d作为被支撑在收缩状态的机器人手臂22（参照图2B）的机器人手23上的基板15的位置而表示。

在这些停止位置41a、41b、42a至42d中，与装入及取出室12面对的停止位置被设为第一停止位置41a、与装入及取出室13面对的停止位置被设为第一停止位置41b。另外，分别与处理室14a至14d面对的停止位置被设为第二停止位置42a至42d。

如图5所示，例如在被支撑于机器人手23的基板15的一面15a上设定两处的第一检测位置E1和一处的第二检测位置E2。例如，这些第一检测位置E1及第二检测位置E2为以基板的槽口N为基准，被设定于在任意的同心圆上相互空开规定的角度θ，例如平均120°的间隔的位置上的检测点。

例如，被设定在基板15的一面15a上的两处的第一检测位置E1a、E1b可以形成在隔着槽口N的位置。另外，第二检测位置E2可以设定在槽口N的形成位置的相反侧的边缘附近。

再次参照图4，在与装入及取出室12面对的第一停止位置41a和与装入及取出室13面对的第一停止位置41b，在被设定于基板15上的第一检测位置E1形成有检测该基板15的存在的第一检测机构51。

另一方面，在分别与处理室14a至14d面对的第二停止位置42a至42d，在被设定于基板15上的第二检测位置E2形成有检测该基板15的存在的第二检测机构52。

如图6（a）所示，在第一停止位置41a、41b中，在与被设定于基板15上的两个第一检测位置E1a、E1b面对的位置上设置第一检测机构51，分别检测基板15的存在。

另外，如图6（b）所示，在第二停止位置42a至42d，在与被设定于基板15上的一个第二检测位置E2面对的位置上设置第二检测机构52，经由机器人手23的开口29，检测基板15的存在。

由此，当被载置在机器人手23上的基板15经由第一停止位置41a、41b的任一个和第二停止位置42a至42d的任一个被运送时，在检测基板15上的相互不同的检测位置，即在三处的检测位置检测基板15的存在。

图7是表示被形成在第一停止位置和第二停止位置上的第一检测机构和第二检测机构的结构例的侧面剖视图。

第一检测机构51、第二检测机构52分别由朝向基板15发光的发光机构53和接收从该发光机构53的光的受光机构54构成。而且，在第一停止位置41a、41b和第二停止位置42a至42d（参照图4）上具有基板15的情况下（即、载置基板15的机器人手23（参照图4）停止的情况），从发光机构53射出的光（检测光）L，在被设定在基板15的一面15a上的第一检测位置E1和第二检测位置E2（参照图5）被反射，入射到受光机构54。由此，检测基板15的存在。

另一方面，由于在没有基板15或基板15从发光机构53的光路上偏移等的情况下，光（检测光）L不被基板15反射，因此通过受光机构54不会检测出光。例如，这种发光机构53和受光机构54可以由LED等的光源与受光传感器等的组合构成。或者，还可以由超声波收发元件等构成。

另外，作为第一检测机构51和第二检测机构52的具体例，例如还可以由，使用以回归反射型光纤传感器、照射光线状扩散的透过型光纤传感器、照射光线状扩散的回归反射型光纤传感器等为代表的线性传感器，在规定的照射宽度范围中能够检测基板15的存在和其位置的结构构成。例如线性传感器等设置成使得通过基板被遮光50%，当检查基板时，线性传感器的数值落入50％±10％的范围时判断为OK，另外离开50％±10％的范围时将判断为NG。由此，不但能够检测由基板的破缺引起的遮光量的降低，而且还能够检测由基板相对于机器人手的支撑位置的偏移引起的遮蔽量的增加。

进一步，由于将传感器值与基板偏移量事先数值化，以能够求出基板位置偏移量，因此能够以求出的基板位置偏移量为基础，在基板偏移量缩小的方向上修正机器人手的运送位置并运送。

图8是表示被形成在第一停止位置和第二停止位置上的第一检测机构和第二检测机构的其他结构例的侧面剖视图。

第一检测机构51、第二检测机构52分别由朝向基板15发光的发光机构55和与该发光机构55对置配设的受光机构56构成。而且，由于在第一停止位置41a、41b和第二停止位置42a至42d（参照图4）上具有基板15的情况下（即、载置基板15的机器人手23（参照图4）停止的情况），从发光机构53射出的光（检测光）L，在被设定在基板15的一面15a上的第一检测位置和第二检测位置E2（参照图5）被反射，因此在受光机构56上没有入射光。由此，检测基板15的存在。另一方面，在没有基板15或基板15从发光机构55的光路上偏移等的情况下，光（检测光）L入射到受光机构56。

说明具备如上的结构的本实施方式的运送装置的真空装置的作用。

图9是表示该运送装置的作用的说明图。

作为运送装置的作用的一例，列举使被收容在装入及取出室12中的基板15向处理室14a移动时的动作，并进行说明。

构成运送装置20的机器人手23与装入及取出室12面对，并通过机器人手臂22的伸长基板15被载置在机器人手23上，通过机器人手臂22的收缩，从而被载置基板15的机器人手23向与装入及取出室12面对的第一停止位置41a移动。

此时，假设被载置在机器人手23上的基板15在机器人手23的前端方向上偏移地被支撑。在该状态中，与被设定在位于第一停止位置41a的基板15上的第一检测位置E1a和E1b对应的第一检测机构51、51分别检测基板15的存在（参照图9（a））。

其次，构成运送装置20的机器人手23旋转，当到达与处理室14a面对的第二停止位置42a时，通过与被设定在基板15上的第二检测位置E2对应的第二检测机构52，进行基板15的检测。然而，由于基板15在机器人手23的前端方向上偏移地被支撑，因此第二检测机构52和被设定在基板15上的第二检测位置E2在铅垂方向其位置没有重叠（参照图9（b））。

因此，尽管机器人手23位于第二停止位置42a，但不确认基板15的存在。基板15通过第一检测机构51、51被确认存在，但是通过第二检测机构52不被确认存在（被确认为不存在）。由此，基板15没有被载置在规定的位置上，能够检测为错位。

图10是表示该实施方式的运送装置的作用的说明图。

作为运送装置的作用的其他一例，例如列举使在处理室14a中被成膜处理的基板15向装入及取出室13移动时的动作，并进行说明。

构成运送装置20的机器人手23与处理室14a面对，并通过机器人手臂22的伸长已处理的基板15被载置在机器人手23上，通过机器人手臂22的收缩，从而被载置已处理的基板15的机器人手23向与处理室14a面对的第二停止位置42a移动。

此时，假设被载置在机器人手23上的基板15在处理室14a的处理中一部分破损（破裂）（符号K部分）。在该状态中，与被设定在位于第二停止位置42a的基板15上的第二检测位置E2对应的第二检测机构52检测基板15的存在（参照图10（a））。

其次，构成运送装置20的机器人手23旋转，当到达与处理室13面对的第一停止位置41b时，通过与被设定在基板15上的第一检测位置E1a、E1b对应的第一检测机构51、51，进行基板15的存在的检测。然而，由于基板15的一部分（符号K部分）缺少，因此在本应位于与第一检测机构51、51中的一个在铅垂方向重叠的位置上的第一检测位置E1b，未检测基板15的存在（参照图10（b））。

因此，尽管机器人手23位于第一停止位置41a，但在两个第一检测机构51、51中，通过一个检测机构51不确认基板15的存在（确认为不存在）。由此，能够检测基板15的一部分由某些原因破损的可能性。

如上，根据本实施方式的运送装置20及具备该运送装置的真空装置，无需在对构成真空装置10的各腔室12、13、14a至14d交换基板15时的机器人手23的第一停止位置41a、41b和第二停止位置42a至42d的各个，设置与被设定在基板15上的第一检测位置E1和第二检测位置E2的个数完全对应的检测机构。

即，在第一检测位置41a、41b仅形成与被设定在基板15上的第一检测位置E1对应的第一检测机构51，在第二检测位置42a至42d仅形成与被设定在基板15上的第二检测位置E2对应的第二检测机构52，通过在运送前后在相互不同的检测位置检测基板15的第一检测机构51和第二检测机构52，在多个第一检测位置E1和第二检测位置E2，能够检测基板15的存在。

由此，作为运送装置20全体，能够大幅削减检测机构，例如光学传感器的设置个数。例如，在如图4所示的结构的真空装置10中，由于以往对与六处的腔室对应的六个停止位置，分别形成有三处的基板检测机构，因此需要总计十八组的光学传感器。然而，在本实施方式中，仅在两处的第一停止位置分别设置两组、在四处的第二停止位置分别设置一组的总计八组的光学传感器，能够构成具有与现有同等的基板检测精度的运送装置。

因此，通过削减用于设置检测机构的空间，从而使真空装置全体的小型化容易进行。

另外，由于能够大幅削减检测机构的设置成本，因此能够实现真空装置的低成本化。

进一步，由于随着检测机构的削减，也能够简化控制这些检测机构的信号处理，因此还能够使真空装置的控制部的结构简易。

此外，在上述的实施方式中，在基板15中设定三处的检测位置，并在两处的第一停止位置41a、41b分别设置两组、在四处的第二停止位置42a至42d分别设置一组的检测机构，但这种组合为一例，并不限定。

例如，在基板上设定四处的检测位置，并在两处的第一停止位置分别设置三组、在四处的第二停止位置分别设置一组的检测机构等，能够以任意的组合构成运送装置。

图11是表示本发明所涉及的运送装置的其他实施方式的俯视图。

在该实施方式的运送装置60中，例如可以是，能够通过一个检测机构63兼用并在机器人手23的第一停止位置62a，检测被设定在基板15上的第一检测位置E1中的一个第一检测位置（检测点）E1a，以及在与该第一停止位置62a邻接的第一停止位置62b，检测被设定在基板15中的第一检测位置E1中的另一个第一检测位置（检测点）E1b的两个位置的结构。

在这种结构的运送装置60中，能够使构成第一检测机构63的光学传感器等的个数更少。

符号说明

10  真空装置

20  运送装置

15  基板（被运送物）

23  机器人手

41a、41b  第一停止位置

42a至42d  第二检测位置

51  第一检测机构

52  第二检测机构

Claims (10)

1.一种在多个腔室彼此之间利用机器人手支撑基板并使其移动的运送装置，其特征在于，具备：

第一检测机构，在所述机器人手的第一停止位置，在第一检测位置检测所述基板，该第一检测位置设定在通过所述机器人手支撑的所述基板的一面上；以及

第二检测机构，在所述机器人手的第二停止位置，在第二检测位置检测所述基板，该第二检测位置设定在通过所述机器人手支撑的所述基板的一面上，

所述基板为圆板状的晶片，所述第一检测位置与所述第二检测位置被设定在所述基板的一面中的同心圆上，

所述第一检测位置由两个检测点构成，所述第二检测位置由一个检测点构成，构成所述第二检测位置的所述一个检测点与两个所述第一检测位置距离相等且位于从两个所述第一检测位置观察时为所述基板上的相反侧的位置。

2.根据权利要求1所述的运送装置，其特征在于，

所述第二停止位置为所述机器人手沿着旋转轴从所述第一停止位置旋转的位置。

3.根据权利要求1或2所述的运送装置，其特征在于，

所述腔室具备拿出及放入所述基板的装入及取出室和处理所述基板的处理室，

所述第一停止位置为对所述装入及取出室拿出及放入所述基板时所述机器人手停止的位置，

所述第二停止位置为对所述处理室拿出及放入所述基板时所述机器人手停止的位置。

4.根据权利要求1所述的运送装置，其特征在于，

构成所述腔室的装入及取出室相互邻接地形成多个，

通过一个所述第一检测机构检测构成所述第一检测位置的两个所述检测点中的一个所述检测点和与所述第一检测位置邻接的不同的第一检测位置的两个所述检测点中的一个所述检测点这两个点。

5.根据权利要求4所述的运送装置，其特征在于，

所述第一检测位置由相互空开大致120°间隔的两个检测点构成，所述第二检测位置由对于所述第一检测位置空开大致120°间隔的一个检测点构成。

6.根据权利要求1所述的运送装置，其特征在于，

所述第一检测机构及所述第二检测机构具备朝向所述基板发光的发光机构和接受从所述发光机构的光的受光机构。

7.根据权利要求1所述的运送装置，其特征在于，

所述机器人手形成有对于所述第二检测机构使所述基板的一面露出的开口。

8.一种真空装置，其特征在于，

具备权利要求1至7所述的运送装置和多个腔室。

9.根据权利要求8所述的真空装置，其特征在于，

所述第一检测机构及所述第二检测机构测量通过所述机器人手支撑的所述基板相对于设定在所述机器人手上的规定的基板支撑位置的错位量。

10.根据权利要求9所述的真空装置，其特征在于，

所述第一检测机构及所述第二检测机构包括线性传感器。