DE3822597A1 - Justiervorrichtung und verfahren zum justieren eines roboterarms zum einsatz in automatisierten produktionsbereichen insbesondere in der halbleitertechnik - Google Patents
Justiervorrichtung und verfahren zum justieren eines roboterarms zum einsatz in automatisierten produktionsbereichen insbesondere in der halbleitertechnikInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Justiervorrichtung und ein Verfahren
zum Justieren der Auslenkung eines Roboterarms durch Einstellen
des Abstandes und der Neigung des Roboterarms zu einem Teil einer
Geräteanordnung.
In automatisierten Produktionsbereichen finden sich oft Roboter
systeme, deren Funktion ein präzises Zugreifen auf zu bearbeiten
de oder zu transportierende Objekte vorsieht. Z. B. werden in der
Halbleiterfertigung zum Bewegen von Halbleiterscheiben in Plasma
ätzanlagen Robotersysteme eingesetzt, die Roboterarme mit Greif
vorrichtungen zum Greifen der Halbleiterscheiben aufweisen.
Ein Roboterarm, an dem eine Greif- oder Bearbeitungsvorrichtung
angebracht ist, erfordert eine Justierung sowohl des Abstands als
auch der Neigung des Roboterarms zum Objekt. Um eine zuverlässi
ge Funktion eines solchen Robotersystems zu gewährleisten, ist
eine optimale Justierung notwendig, die in Abhängigkeit vom be
trachteten Robotersystem in regelmäßigen Zeitabständen überprüft
werden muß.
Zur Justierung sind Näherungs-Einstellverfahren mit Augenmaßbeur
teilung zeitaufwendig, zu ungenau und vom Geschick des jeweiligen
Monteurs abhängig. Dabei stellen mechanische Fertigungstoleranzen
von Teilen des Robotersystems eine zusätzliche Erschwernis dar.
Justierfehler werden oft erst beim Betrieb der Anlage ersichtlich
und können zu Produktionsfehlern und Anlagenausfällen führen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Justiervorrichtung und
ein Verfahren zum Justieren der Auslenkung eines Roboterarms an
zugeben, mit deren Anwendung eine reproduzierbar genaue, meßtech
nisch überprüfbare Justierung ermöglicht wird.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Justiervorrichtung der eingangs
genannten Art vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch
- a) mindestens vier Meßuhren mit je einem Meßstift zum Messen von Höhendifferenzen, die mittels eines gemeinsamen Halters mit glei cher Orientierung der Meßstifte in einer Ebene angeordnet sind,
- b) mindestens einen Zentrierstift, der mit gleicher Orientierung zwischen den Meßstiften am Halter befestigt ist
- c) mindestens zwei zwischen den Meßstiften mit gleicher Orien tierung am Halter angebrachte Abstandsstifte und
- d) einer am Halter angebrachten Befestigungsvorrichtung zum Be festigen der Justiervorrichtung am Roboterarm.
Zur Lösung der Aufgabe wird außerdem ein Verfahren der eingangs
genannten Art vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß
- a) vor dem Justieren der Auslenkung des Roboterarms ein Null punktsabgleich der Meßuhren durchgeführt wird,
- b) der Roboterarm mit der daran befestigten Justiervorrichtung auf das Geräteteil geführt wird, so daß der Zentrierstift an ei ner bestimmten Stelle des Geräteteils positioniert ist und
- c) der Abstand und die Neigung des Roboterarms zu dem Geräteteil so eingestellt wird, daß eine vorgegebene Anzeige der Meßuhren erreicht ist.
Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen
aus den Unteransprüchen sowie der anhand eines Ausführungsbei
spiels gegebenen Beschreibung hervor.
Zu dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel werden 5
Figuren betrachtet, die als schematische Darstellung ausgeführt
sind.
Fig. 1 zeigt einen Teil eines Robotersystems zum Halbleiterschei
bentransfer als dreidimensionale Darstellung.
Fig. 2 zeigt die Greifvorrichtung des Robotersystems aus Fig. 1 in
einer Vergrößerung.
Fig. 3 zeigt eine am Roboterarm angebrachte erfindungsgemäße Jus
tiervorrichtung als Seitenansicht.
Fig. 4 zeigt die erfindungsgemäße Justiervorrichtung als Drauf
sicht.
Fig. 5 zeigt die am Roboterarm angebrachte erfindungsgemäße Jus
tiervorrichtung mit einer Justierplatte.
In der Halbleiterfertigung finden unter anderem Plasmaätzanlagen
der Bauart AME 8300 der Firma Applied Materials GmbH, München
Anwendung. Ein wesentlicher Bestandteil dieser Anlagen ist das
Robotersystem, das Halbleiterscheiben aus einer Ladekassette in
die Plasmaätzkammer und nach dem Plasmaätzen in eine Entladekasset
te transportiert. Dazu ist ein Roboterarm 1 mit einer an ausfahr
baren Führungsstangen 4 befestigten Greifvorrichtung 2 für eine
Halbleiterscheibe 3 vorgesehen. Um einen exakten, planparallelen
Zugriff der Greifvorrichtung 2 auf die Halbleiterscheibe 3 zu
gewährleisten, muß die Auslenkung der Greifvorrichtung 2 des Ro
boterarms durch Einstellen des Abstandes und der Neigung der Füh
rungsstangen 4 an der Stelleinheit 5 genau justiert werden.
Näherung-Einstellverfahren mit Augenmaßbeurteilung liefern hier
bei unbefriedigende Justierergebnisse bei einem Zeitaufwand von
bis zu zwei Arbeitstagen.
Die Aufnahme der Halbleiterscheibe 3 durch den Roboterarm 1 mit
tels der Greifvorrichtung 2 erfolgt auf einer Halbleiterscheiben
transportplatte 25, mit dem die Halbleiterscheibe 3 aus einer
Halbleiterscheibenkassette (nicht in der Figur dargestellt) entnommen
wird. Die Greifvorrichtung 2 ist mittels einer Befestigungsvor
richtung 24 an den in Richtung des Roboterarms 1 beweglichen
Führungsstangen 4 befestigt. Sie weist drei Greiffinger 21, die
vom Greifermotor 22 mit elektrischer Versorgungsleitung 23 ange
trieben, die Halbleiterscheibe 3 umfassen.
Eine erfindungsgemäße Justiervorrichtung weist eine ebene Platte
32 in Leichtbauweise auf, auf deren Oberseite vier Meßuhren 33
zum Messen von Höhendifferenzen so angebracht sind, daß deren
Meßstifte 34 durch Ausnehmungen der Platte gesteckt sind. Auf
der Unterseite der Platte ist mittig zwischen den Meßstiften 34
ein Zentrierstift 35 angebracht. Auf der Oberseite der Platte
ist gegenüberliegend dem Zentrierstift 35 eine Befestigungsvor
richtung 31 zum Befestigen der Justiervorrichtung an dem zu jus
tierenden Roboterarm 1 angebracht. Die Justiervorrichtung kann
an dem Roboterarm 1 durch Anschrauben der an den Führungsstangen
4 befindlichen Klemme 24 an der Befestigungsvorrichtung 31 am
Roboterarm 1 angebracht sein. Als Distanzhalter zum Einstellen
des Nullpunkts der Meßuhren sind vier Abstandsstifte 36 vorgese
hen, die kürzer sind als die maximale Länge der Meßstifte
und auf der Unterseite der Platte mit gleicher Orientierung zwi
schen den Meßstiften 34 angebracht sind. Einer der Abstandsstifte
36 ist kürzer als die drei gleichlangen anderen (nicht in der Fi
gur dargestellt). Die Abstandsstifte 36 bilden eine Dreipunktauf
lage, wobei der vierte, kürzere Abstandsstift das seitliche Ab
kippen der Vorrichtung, z. B. beim Ablegen der Vorrichtung nach
durchgeführter Messung, verhindert.
Zur optimalen Nutzung der Meßuhren 33 sind diese so auf der Platte
32 angebracht, daß sie die vier Ecken eines Quadrats bilden. Da
bei ist die Befestigungsvorrichtung 31 für den Roboterarm mittig
zwischen den Meßuhren angeordnet. Auch die Abstandsstifte sind
auf gleiche Weise symmetrisch angeordnet.
Zum Festlegen des Nullpunkts der auf der Platte 32 befestigten
Meßuhren 33 wird die Justiervorrichtung so auf einer ebenen Jus
tierplatte 51 angeordnet, daß der Zentrierstift 35 in eine Zen
trierkerbe 52 der Justierplatte 51 ragt, während die drei gleich
langen Abstandsstifte 36 gleichzeitig auf der ebenen Justierplat
te 51 aufsitzen.
Nach dem Nullpunktsabgleich der Meßuhren 33 der Justiervorrich
tung wird die Justiervorrichtung durch Anschrauben der Klemme 24
auf der Befestigungsvorrichtung 31 an den Führungsstangen 4 des
Roboterarms 1 angebracht. Die Justierung des Roboterarms 1 er
folgt nach Ausrichten des Roboterarms mit der daran befestigten
Justiervorrichtung zu dem Teil einer Geräteanordnung, der als
Bezugspunkt vorgegeben ist. Dabei wird der Zentrierstift 35 in
eine Justierkerbe des Geräteteils geführt und über die mechani
schen und schrittmotorischen Stellmöglichkeiten 5 des Robotersys
tems, der Abstand und die Neigung des Roboterarms so eingestellt,
daß eine vorgegebene Anzeige der Meßuhren 33 erreicht ist.
Mit einer Meßgenauigkeit von 0,01 mm der verwendeten Meßuhren 33
kann eine genaue, meßtechnisch überprüfbare Justierung in weniger
als einer Stunde erfolgen.
Die Erfindung beinhaltet neben der Verwendung der Justiervorrich
tung zum Justieren eines Roboterarms für die Bewegung von Halb
leiterscheiben in einer Plasmaätzanlage auch deren Einsatz in an
deren automatisierten Produktionsbereichen, bei denen Roboter
systeme zum präzisen Handhaben von Teilen eingesetzt werden.
Claims (5)
1. Justiervorrichtung zum Justieren der Auslenkung eines Roboter
arms durch Einstellen des Abstandes und der Neigung des Roboter
arms zu einem Teil einer Geräteanordnung,
gekennzeichnet durch
- a) mindestens vier Meßuhren (33) mit je einem Meßstift (34) zum Messen von Höhendifferenzen, die mittels eines gemeinsamen Hal ters (32) mit gleicher Orientierung der Meßstifte (34) in einer Ebene angeordnet sind,
- b) mindestens einen Zentrierstift (35), der mit gleicher Orien tierung zwischen den Meßstiften (34) am Halter (32) befestigt ist
- c) mindestens zwei zwischen den Meßstiften (34) mit gleicher Orientierung am Halter (32) angebrachte Abstandsstifte (36) und
- d) einer am Halter (32) angebrachten Befestigungsvorrichtung (31) zum Befestigen der Justiervorrichtung am Roboterarm (1).
2. Justiervorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
- a) der Halter (33) eine ebene Platte (32) ist auf deren Oberseite vier Meßuhren (33) so angebracht sind, daß deren Meßstifte (34) durch Ausnehmungen der Platte (32) gesteckt sind und dabei die vier Ecken eines Quadrats bilden,
- b) der Zentrierstift (35) mittig zwischen den Meßstiften (34) auf der Unterseite der Platte (32) angebracht ist und
- c) die Befestigungsvorrichtung (31) für den Roboterarm (1) dem Zentrierstift (35) gegenüberliegend auf der Oberseite der Platte (32) zwischen den Meßuhren (33) angebracht ist.
3. Justiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß eine abnehm
bare Justierplatte (51) vorgesehen ist, die zur Durchführung
eines Nullpunktsabgleiches der Meßuhren (33) dient und so ange
ordnet ist, daß der Zentrierstift (35) auf einen Zentrierpunkt
(52) der Justierplatte (51) zeigt während die Meßstife (34) die
Oberfläche der Justierplatte (51) berühren.
4. Verfahren zum Justieren der Auslenkung eines Roboterarms durch
Einstellen des Abstandes und der Neigung des Roboterarms zu ei
nem Teil einer Geräteanordnung mit Hilfe einer Justiervorrichtung
nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
- a) vor dem Justieren der Auslenkung des Roboterarms (1) ein Null punktsabgleich der Meßuhren (33) durchgeführt wird,
- b) der Roboterarm (1) mit der Justiervorrichtung auf das Geräte teil geführt wird, so daß der Zentrierstift (35) an einer bestimm ten Stelle des Geräteteils positioniert ist und
- c) der Abstand und die Neigung des Roboterarms (1) zu dem Geräte teil so eingestellt wird, daß eine vorgegebene Anzeige der Meß uhren (33) erreicht ist.
5. Verwendung der Justiervorrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 4 und des Verfahrens nach Anspruch 5 zum Justieren der Aus
lenkung eines Roboterarms (1) für die Bewegung von Halbleiterschei
ben in einer Plasmaätzanlage.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883822597 DE3822597A1 (de) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | Justiervorrichtung und verfahren zum justieren eines roboterarms zum einsatz in automatisierten produktionsbereichen insbesondere in der halbleitertechnik |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19883822597 DE3822597A1 (de) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | Justiervorrichtung und verfahren zum justieren eines roboterarms zum einsatz in automatisierten produktionsbereichen insbesondere in der halbleitertechnik |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3822597A1 true DE3822597A1 (de) | 1990-01-11 |
Family
ID=6357916
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883822597 Ceased DE3822597A1 (de) | 1988-07-04 | 1988-07-04 | Justiervorrichtung und verfahren zum justieren eines roboterarms zum einsatz in automatisierten produktionsbereichen insbesondere in der halbleitertechnik |
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