TWI782272B - 基板搬送機器人及基板搬送方法 - Google Patents

基板搬送機器人及基板搬送方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI782272B
TWI782272B TW109113185A TW109113185A TWI782272B TW I782272 B TWI782272 B TW I782272B TW 109113185 A TW109113185 A TW 109113185A TW 109113185 A TW109113185 A TW 109113185A TW I782272 B TWI782272 B TW I782272B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
hand
substrate
joints
robot
driving force
Prior art date
Application number
TW109113185A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202042988A (zh
Inventor
吉田雅也
艾薇許 阿修可 巴瓦尼
曾銘
布蘭登 李
萊恩 利
Original Assignee
日商川崎重工業股份有限公司
美商川崎機器人(美國)有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商川崎重工業股份有限公司, 美商川崎機器人(美國)有限公司 filed Critical 日商川崎重工業股份有限公司
Publication of TW202042988A publication Critical patent/TW202042988A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI782272B publication Critical patent/TWI782272B/zh

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/0095Manipulators transporting wafers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08Gripping heads and other end effectors having finger members
    • B25J15/10Gripping heads and other end effectors having finger members with three or more finger members
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/041Cylindrical coordinate type
    • B25J9/042Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/104Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with cables, chains or ribbons
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1656Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G47/00Article or material-handling devices associated with conveyors; Methods employing such devices
    • B65G47/74Feeding, transfer, or discharging devices of particular kinds or types
    • B65G47/90Devices for picking-up and depositing articles or materials
    • B65G47/905Control arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67196Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the construction of the transfer chamber
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67742Mechanical parts of transfer devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67748Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber horizontal transfer of a single workpiece
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67763Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations the wafers being stored in a carrier, involving loading and unloading
    • H01L21/67766Mechanical parts of transfer devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H01L21/681Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment using optical controlling means
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/45Nc applications
    • G05B2219/45031Manufacturing semiconductor wafers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

基板搬送機器人(10)具備:基台(31);手(12),其具有載置基板(W)之基板載置部(12a);多關節結構之機器人臂(11),其基端部與基台連結,前端部與手連結,且包含複數個關節(61、62、63);機器人臂驅動機構(20),其包含驅動源(22)、及將驅動源之驅動力傳遞至機器人臂之關節來使關節位移之驅動力傳遞部(23);以及機器人控制部(41),其以手於目標位置成為目標姿勢之方式來控制驅動源之動作;並且機器人控制部使手自手拾取基板之位置亦即第1目標位置(L3)之下方之第1下方位置(L1)上升至第1目標位置之上方之第1上方位置(L4),且於自第1下方位置至第1下方位置與第1目標位置之間之第1中間位置(L2)為止之第1區間(A1)中,使複數個關節中之至少1個關節向一方向位移。

Description

基板搬送機器人及基板搬送方法
本發明係關於基板搬送機器人及基板搬送方法。
先前已知移送晶圓之機器人。專利文獻1之機器人將FOUP等晶圓載體所收納之晶圓取出後,使晶圓移動至對準器。然後,機器人使於對準器中粗略對準後之晶圓移動至載台上。之後,於載台上精密地進行對準,來進行晶圓之試驗等處理。
[現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特表2010-527515號公報
但是,專利文獻1之機器人於自對準器搬送至載台上時存在擾亂晶圓之對準之情形,因此存在需要於載台上進行精密之位置對準之問題。
為了解決上述課題,本發明之一態樣之基板搬送機器人具備:基台;手,其具有載置基板之基板載置部;多關節結構之機器人臂,其基端部與上 述基台連結,前端部與上述手連結,且包含複數個關節;機器人臂驅動機構,其包含驅動源、及將上述驅動源之驅動力傳遞至上述機器人臂之上述關節來使該關節位移之驅動力傳遞部;以及動作機器人控制部,其以上述手於目標位置成為目標姿勢之方式來控制上述驅動源;並且上述機器人控制部使上述手自上述手拾取上述基板之位置亦即第1目標位置之下方之第1下方位置上升至上述第1目標位置之上方之第1上方位置,且於自上述第1下方位置至該第1下方位置與上述第1目標位置之間之第1中間位置為止之第1區間中,使複數個上述關節中之至少1個上述關節向一方向位移。
根據該構成,可提升手之定位精度。
本發明發揮可提升手之定位精度之效果。
A1:第1區間
A2:第2區間
L1:第1下方位置
L2:第1中間位置
L3:基板拾取位置
L4:第1上方位置
L6:第2上方位置
L7:第2中間位置
L8:第2目標位置
L9:第2下方位置
R1~R3:旋動軸線
W:晶圓
1:基板處理設備
1a:處理空間
2:基板移載設備
2a:準備空間
3:載台
10:基板搬送機器人
11:機器人臂
11a:第1連桿
11b:第2連桿
11c:第3連桿
12:手
12a:基板載置部
12b:切口
15:旋動軸
20:機器人臂驅動機構
21:水平驅動機構
22:馬達
23:驅動力傳遞部
26:上下驅動機構
27:可動部
31:基台
41:機器人控制部
50:對準器
51:保持部
51a:真空溝槽
52:驅動機構
53:位置檢測部
54:真空源
55:對準器控制部
61、62、63:關節
100:基板處理系統
110:載體
[圖1]係表示實施形態之基板處理系統之構成例之俯視圖。
[圖2]係表示圖1之基板處理系統之基板移載設備之構成例之立體圖。
[圖3]係表示圖1之基板處理系統之基板搬送機器人之驅動機構之構成例之剖面圖。
[圖4]係表示圖1之基板處理系統之基板搬送機器人自對準器之保持部拾取晶圓之動作例之圖。
[圖5]係表示圖1之基板處理系統之基板搬送機器人將晶圓放置於載台上之動作例之圖。
[表1]係表示圖1之基板處理系統之基板搬送機器人之定位誤差之測定結果之表格。
一態樣之基板搬送機器人具備:基台;手,其具有載置基板之基板載置部;多關節結構之機器人臂,其基端部與上述基台連結,前端部與上述手連結,且包含複數個關節;機器人臂驅動機構,其包含驅動源、及將上述驅動源之驅動力傳遞至上述機器人臂之上述關節來使該關節位移之驅動力傳遞部;以及動作機器人控制部,其以上述手於目標位置成為目標姿勢之方式來控制上述驅動源;並且上述機器人控制部使上述手自上述手拾取上述基板之位置亦即第1目標位置之下方之第1下方位置上升至上述第1目標位置之上方之第1上方位置,且於自上述第1下方位置至該第1下方位置與上述第1目標位置之間之第1中間位置為止之第1區間中,使複數個上述關節中之至少1個上述關節向一方向位移。
根據該構成,可提升手之定位精度。
上述機器人控制部亦可於上述第1區間中,使各上述關節向一方向位移。
根據該構成,可進而提升手之定位精度。
上述基板搬送機器人將被對準器保持之上述基板移送至載台上,上述第1目標位置為將被上述對準器保持之上述基板拾取之位置亦可。
根據該構成,可抑制於自對準器上拾取基板時,以對準器進行位置對準後之基板之位置擾亂之情況。
其他態樣之基板搬送機器人具備:基台;手,其具有載置基板之基板載置部;多關節結構之機器人臂,其基端部與上述基台連結,前端部與上述手連結,且包含複數個關節;機器人臂驅動機構,其包含驅動源、以及將上述驅動源之驅動力傳遞至上述機器人臂之上述關節來使該關節位移之驅動力傳遞部;以及動作機器人控制部,其以上述手於目標位置成為目標姿勢之方式來控制 上述驅動源;並且上述機器人控制部使上述手,自上述手將上述基板放置於載台上之位置亦即第2目標位置之上方之第2上方位置下降至上述第2目標位置之下方之第2下方位置,且於自上述第2上方位置至該第2上方位置與上述第2目標位置之間之第2中間位置為止之第2區間中,使複數個上述關節中之至少1個上述關節向一方向位移。
根據該構成,可提升手之定位精度,可提升基板處理設備之處理量。又,可抑制於將基板放置於載台上時,以對準器進行位置對準後之基板之位置擾亂之情況。
上述機器人控制部亦可於上述第2區間中,使各上述關節向一方向位移。
根據該構成,可進而提升手之定位精度。
上述驅動力傳遞部亦可包含將上述驅動力傳遞至上述關節之齒輪、有齒帶及鏈條中之至少任一者。
根據該構成,可抑制由背隙引起之手之定位精度之下降。
以下,參照圖式,對實施形態進行說明。此外,本發明不受本實施形態所限定。又,以下,於所有圖中,對同一或相當之元件標註同一參照符號,省略其重複之說明。
圖1係表示實施形態之基板處理系統100之構成例之俯視圖。
如圖1所示,基板處理系統100具備基板處理設備1及基板移載設備2,利用基板移載設備2將於稱為FOUP(Front Opening Unified Pod)之載體110中收納有複數個之狀態下被搬送至基板處理系統100之晶圓W自載體110中取出,移送至基板處理設備1之載台3上。此時,基板移載設備2調整晶圓W之朝向,載置於載台3上。然後,於基板處理設備1中對晶圓W實施預先決定之處理。本實施形態中,於基板處理設備1中,對生成有多數個晶片(die)之矽晶圓W實施對各晶 片之電路之特性進行評價之試驗。然後,於對晶圓W實施預先決定之處理後,基板移載設備2將晶圓W自載台3移送至載體110,再次收納於載體110中。為了防止該等過程中之顆粒向晶圓W之附著等,基板處理系統100包含未圖示之裝置,其用以高度保持基板處理設備1之處理空間1a以及基板移載設備2之準備空間2a之潔淨度。此外,基板處理系統100所處理之基板並不限定為晶圓,亦可為玻璃基板。
圖2係表示基板移載設備2之構成例之立體圖。圖3係表示基板搬送機器人10之機器人臂驅動機構20之構成例之剖面圖。
基板移載設備2係將晶圓W於載體110與載台3之間移送之設備,包含基板搬送機器人10。又,基板移載設備2包含對準器50,其於將晶圓W自載體110向載台3移送之過程中,調整晶圓W之朝向。
基板搬送機器人10係配置於基板移載設備2之準備空間2a中之機器人,例如選擇順應性裝配機械手臂(SCARA)型之水平多關節機器人。如圖2所示,基板搬送機器人10包含:機器人臂11、手12、機器人臂驅動機構20(參照圖3)、基台31、以及機器人控制部41。
基台31固定於基板移載設備2之準備空間2a中。
手(葉片)12係於其上載置晶圓W之被動手,具有形成為於水平方向延伸之薄板狀且於上表面載置晶圓W之基板載置部12a。於基板載置部12a,形成寬度方向中央部之前端部朝向手12之基端側而被大幅度切開之切口12b,當為了時而於載台3或後述之對準器50之保持部51上載置晶圓W,時而自該載台3或保持部51上拾取晶圓W而使手12升降時,手12不會與載台3或保持部51干擾。此外,手12以將晶圓W吸引保持的如白努利手等對工件進行吸引保持之吸附手、或把持晶圓W之邊緣之邊緣夾持手來代替亦可。
機器人臂11為包含複數個關節之多關節結構,基端部與基台31連 結,前端部與手12連結。機器人臂11具備於自基端部朝向前端部之方向透過關節而依序連結之複數個連桿(第1連桿11a、第2連桿11b、第3連桿11c)。各連桿形成為於水平方向延伸之中空之厚板狀。
第1連桿11a係基端部以可透過第1關節61而繞旋動軸線R1來旋動之方式,與後述上下驅動機構26之可動部27之上端部連結。又,第2連桿11b係基端部以可透過第2關節62而繞旋動軸線R2來旋動之方式,與第1連桿11a之前端部連結。進而,第3連桿11c係基端部以可透過第3關節63而繞旋動軸線R3來旋動之方式,與第2連桿11b之前端部連結。而且,於第3連桿11c之前端部固定有手12。第1關節61、第2關節62、第3關節63均為旋動關節。而且,旋動軸線R1、R2、R3相互平行地於上下方向延伸,藉由該等關節61、62、63之旋動,手12於水平方向移動。關節61、62、63例如為:以於藉由關節而連結之一對連桿(包含上下驅動機構26之可動部27)中之其中一個連桿上固定旋動軸15,另一個連桿可透過軸承而旋動之方式來支持該旋動軸15。
機器人臂驅動機構20係使手12於水平方向移動,並且使機器人臂11整體於上下方向移動之機構。機器人臂驅動機構20包含:水平驅動機構21、及上下驅動機構26。
如圖3所示,水平驅動機構21係將機器人臂11之各關節驅動之機構,例如,具有與各關節對應而設置之馬達(驅動源)22及驅動力傳遞部23。圖3中,對與第1關節61對應之旋動軸、馬達及驅動力傳遞部,於符號之末尾標註「a」,對與第2關節62對應之旋動軸、馬達及驅動力傳遞部,於符號之末尾標註「b」,對與第3關節63對應之旋動軸、馬達及驅動力傳遞部,於符號之末尾標註「c」來表示。
馬達22為伺服馬達,將所生成之驅動力作為輸出軸之旋轉力而輸出。馬達22a、22b配設於第1連桿11a之內部空間中,馬達22c配設於第2連桿11b 之內部空間中。驅動力傳遞部23將馬達22之驅動力傳遞至機器人臂11之對應之關節來使關節之角度位置位移。驅動力傳遞部23例如為介於馬達22之輸出軸與旋動軸15之間之複數個齒輪。驅動力傳遞部23例如包含:與馬達22之輸出軸固定於同軸上之齒輪、與旋動軸15固定於同軸上之齒輪、以及介於該等齒輪之間之1個以上之齒輪。藉此,驅動力傳遞部23可將馬達22之旋轉角傳遞至關節,可進行關節之定位。如上所述,本實施形態中,驅動力傳遞部23透過齒輪來傳遞驅動力,但並不限定於此,例如,亦可透過有齒帶傳動機構或鏈條傳動機構來傳遞驅動力。
上下驅動機構26係支持機器人臂11,使機器人臂11整體升降之機構。上下驅動機構26包含:未圖示之固定部,其固定於基台31上;以及可動部27,其以可於旋動軸線R1延伸之方向亦即上下方向升降之方式與固定部連結。即,機器人臂11透過可動部27及固定部而與基台31連結。於可動部27,如上所述,第1連桿11a以可旋動之方式來連結。又,上下驅動機構26包含:未圖示之伺服馬達;以及未圖示之驅動力傳遞部,其將馬達之驅動力轉變為可動部27相對於固定部之直進力,傳遞至可動部27,使可動部27升降。驅動力傳遞部例如包含滾珠螺桿機構。
機器人控制部41根據既定之動作程式或者由使用者輸入之移動指令,以手12於目標位置成為目標姿勢之方式來控制水平驅動機構21之馬達22及上下驅動機構26之馬達之動作。
如圖2所示,對準器50係檢測形成於晶圓W上之凹口之位置,基於該檢測結果,以晶圓W之旋轉位置(角度位置)以及水平方向之位置中之至少任一位置位於預先決定之位置之方式,來進行晶圓W之位置對準之裝置。此外,對準器50亦可基於形成於晶圓W上之定向平面之位置來進行位置對準。對準器50配置於基板移載設備2之準備空間2a之基板搬送機器人10之動作範圍內。本實 施形態中,對準器50包含:將晶圓W吸附保持之保持部51、驅動機構52、位置檢測部53、真空源54(參照圖1)、以及對準器控制部55。
保持部51形成為圓板狀,於其上表面形成有配置於同軸上之圓形及圓環狀之真空溝槽51a。而且,於保持部51,以晶圓W之中心軸與保持部51之中心軸一致之方式載置晶圓W,保持部51支持被載置之晶圓W。此外,於保持部51之上表面,形成有排列於圓周方向上之複數個微小突起,減小晶圓W與保持部51之接觸面積。此外,手12之切口12b形成為可使保持部51位於其內側之形狀。
真空源54配置於基板處理設備1及基板移載設備2之外部空間中。用以將真空源54中所產生之負壓進行傳遞的流路自真空源54朝向真空溝槽51a延伸,其前端與保持部51之真空溝槽51a連通(朝向真空溝槽51a而開口)。又,於流路之中間部,設置有進行流路之開放及關閉之未圖示之開關閥。而且,藉由作動真空源54,將開關閥開放,可將載置於保持部51之晶圓W吸附保持。又,藉由將開關閥關閉,可將所吸附之晶圓W釋放。
驅動機構52使保持部51繞迴旋軸而旋轉,進而使保持部51於水平方向移動。該迴旋軸配置為通過保持部51之中心。
位置檢測部53係檢測晶圓W之凹口所處之角度位置的感測器,於載置於保持部51之晶圓W之半徑方向上,配置於凹口所處之位置。位置檢測部53例如對迴旋之晶圓W之外周附近照射雷射光,接收反射光或透射光,且基於其變化來檢測凹口之位置。
對準器控制部55接收位置檢測部53之凹口之檢測訊號,來控制真空源54之流路之開關閥及驅動機構52。具體而言,若於保持部51載置晶圓W,則對準器控制部55將開關閥開放,使晶圓W吸附於保持部51。然後,對準器控制部55對驅動機構52進行控制來使保持部51迴旋,使晶圓W迴旋。然後,藉由位置檢測部53來檢測晶圓W之凹口之位置。然後,對驅動機構52進行控制,於預先決定 之晶圓W之凹口之位置,使以朝向預先決定之方向之方式迴旋之保持部51停止,藉此進行晶圓W之定位。然後,當基板搬送機器人10自保持部51拾取晶圓W時,將開關閥關閉,將晶圓W釋放。
機器人控制部41及對準器控制部55例如分別具備:控制部,其具有CPU等運算器;以及記憶部,其具有ROM及RAM等記憶體。控制部可以進行集中控制之單獨之控制器構成,亦可以相互協作進行分散控制之複數個控制器構成。又,機器人控制部41及對準器控制部55可通訊,將晶圓W向對準器50之移送之完畢、晶圓W之位置對準之完畢等告知對方。
[動作例]
其次,對基板處理系統100之基板搬送機器人10之動作例進行說明。
圖4係表示於將利用對準器50進行位置對準後之晶圓W移送至載台3上時,自保持部51拾取晶圓W之動作例之圖。又,圖5係表示將晶圓W放置於載台3上之動作例之圖。此外,圖4及圖5中,將第1連桿11a、第2連桿11b之圖示省略,又,將手12之動作誇張表示。
首先,機器人控制部41使基板載置部12a位於收納於載體110中之移送對象之晶圓W之下方最近處,使手12上升,拾取晶圓W。藉此,於基板載置部12a載置晶圓W。
其次,機器人控制部41使手12沿著預先設定之路徑而移動,以基板載置部12a位於對準器50之保持部51上方之方式使手12移位。然後,機器人控制部41控制上下驅動機構26,使手12下降。藉此,原載置於基板載置部12a之晶圓W被載置於對準器50之保持部51,自基板搬送機器人10移送至對準器50。進而,機器人控制部41使手12下降後,使手12退避至既定之起始位置。然後,對準器50進行晶圓W之位置對準。
其次,當對準器控制部55通知利用對準器50之晶圓W之位置對準 完畢,則機器人控制部41如圖4所示,使手12位於第1下方位置L1。第1下方位置L1係手12於保持部51放置晶圓W之位置亦即第1目標位置L3之下方之位置,例如設定為第1目標位置L3之下方3mm處。
其次,機器人控制部41對上下驅動機構26進行控制,使手12自第1下方位置L1上升至第1上方位置L4。第1上方位置L4設定於手12拾取晶圓W之位置亦即第1目標位置L3之上方,例如設定為第1目標位置L3之上方3mm處。藉此,可拾取由對準器50之保持部51所保持之晶圓W。
然後,與該上升動作並行地,機器人控制部41對水平驅動機構21進行控制,於自第1下方位置L1至第1中間位置L2為止之第1區間A1中,使複數個關節中之至少1個關節向一方向旋動既定角度。第1中間位置L2設定於第1下方位置L1與第1目標位置L3之間,例如,設定為第1目標位置L3之下方1mm處。本實施形態中,使機器人臂11之關節61、62、63分別向一方向旋動既定角度。此時,關節61、62、63之旋動方向亦可不一致。藉此,可將驅動力傳遞部23之背隙消除或減小。關節61、62、63之旋動角較佳為消除驅動力傳遞部23之背隙所需要之角度以上,又,較佳為不產生與環境之干擾之角度以下。具體而言,實施拾取晶圓W之作業時之較佳旋動角例如為0.5°以上、5°以下。又,實施放置晶圓W之作業時之較佳旋動角例如為0.1°以上、5°以下。藉此,可一面避免與環境之干擾,一面良好地提升手12之定位精度。
其次,機器人控制部41使手12沿著預先設定之路徑而移動,如圖5所示,手12位於將晶圓W放置於載台3上之位置亦即第2目標位置L8之上方之第2上方位置L6。第2上方位置L6例如設定為第2目標位置L8之上方3mm處。
其次,機器人控制部41對上下驅動機構26進行控制,使手12自第2上方位置L6下降至第2下方位置L9。第2下方位置L9設定為第2目標位置L8之下方,例如設定為第2目標位置L8之下方3mm處。藉此,可於載台3上載置晶圓W。
然後,與該下降動作並行地,機器人控制部41對水平驅動機構21進行控制,於自第2上方位置L6至第2中間位置L7為止之第2區間A2中,使複數個關節中之至少1個關節向一方向旋動既定角度。第2中間位置L7設定於第2上方位置L6與第2目標位置L8之間,例如設定為第2目標位置L8之上方1mm處。本實施形態中,使機器人臂11之關節61、62、63分別向一方向旋動既定角度。藉此,與自保持部51拾取晶圓W之情形同樣地,於將晶圓W載置於載台3上之情形時,可將驅動力傳遞部23之背隙消除或減小,可抑制於對準器50中進行位置對準後之晶圓W之位置擾亂。因此,可將基板處理設備1之晶圓W之位置對準作業省略或變得容易。
表1係表示於進行自保持部51拾取晶圓W之動作時之手12之定位誤差之測定結果之表格,表示相對於不進行機器人臂11之關節之旋動動作而進行自保持部51拾取晶圓W之既定動作(動作A)時之重複精度(向正方向之位置偏移之最大值與向負方向之位置偏移之最大值之幅度),進行機器人臂11之關節之旋動動作且進行自保持部51拾取晶圓W之既定動作(動作B)時之重複精度之提升率((1-動作B之重複精度/動作A之重複精度)×100)。動作A、B分別以機器人臂11之最大動作速度之1%、5%、15%來進行,對各自測定重複精度。如該測定結果所示,可知於任一動作速度下,進行關節之旋動動作而拾取晶圓W之情形與不進行關節之旋動動作而拾取晶圓W之情形相比,重複精度顯著提升。
Figure 109113185-A0305-02-0013-1
如以上所說明,基板處理系統100於手12拾取或放置晶圓W時,使機器人臂11之關節61、62、63向一方向旋動,因此可提升手12之定位精度。尤其,針對當保持晶圓W時,未實施晶圓W相對於手12之水平方向之定位的被動手、 吸附手等手而言,除旋轉方向之定位精度以外,還可提升水平方向之定位精度。又,即便不使用高價之背隙小之驅動力傳遞部(工作精度高之特殊齒輪等),亦可使用相對廉價之背隙大之驅動力傳遞部(以一般之工作精度製造之齒輪等)來提升定位精度,因此可降低製造成本。藉此,基板搬送機器人10可將經位置對準之晶圓W精確地移送至載台3上,因此可將基板處理設備1中之晶圓W之位置對準作業省略或者變得容易,可順利進行基板處理設備1中之晶圓W之處理。其結果為,可實現基板處理系統100之處理量之提升。
<變形例>
上述實施形態中,對準器50以晶圓W位於預先決定之位置之方式使晶圓W移動,但並不限定於此。亦可以位置檢測部53對形成於晶圓W上之凹口之位置或定向平面之位置進行檢測,將檢測結果通知機器人控制部41來代替。而且,以於基板載置部12a上,晶圓W載置於既定之旋轉位置及水平方向之位置之方式,機器人控制部41基於檢測結果,調整將保持部51上之晶圓W拾取時之手12之方向、以及水平方向之位置,來拾取晶圓W亦可。
根據上述說明,對本發明所屬技術領域中具有通常知識者而言,本發明之多種改良或其他實施形態是顯而易見的。因此,上述說明應僅作為例示來解釋,係出於對本發明所屬技術領域中具有通常知識者教示執行本發明之最佳態樣之目的而提供。於不脫離本發明之精神之情況下,可實質上變更其結構及/或功能之細節。
A1:第1區間
L1:第1下方位置
L2:第1中間位置
L3:基板拾取位置
L4:第1上方位置
R3:旋動軸線
W:晶圓
11c:第3連桿
12:手
51:保持部

Claims (8)

  1. 一種基板搬送機器人,具備:基台;手,其具有載置基板之基板載置部;多關節結構之機器人臂,其基端部與上述基台連結,前端部與上述手連結,且包含複數個關節;機器人臂驅動機構,其包含驅動源、及將上述驅動源之驅動力傳遞至上述機器人臂之上述關節來使該關節位移之驅動力傳遞部;以及機器人控制部,其以上述手於目標位置成為目標姿勢之方式來控制上述驅動源之動作;並且上述機器人控制部使上述手自上述手拾取上述基板之位置亦即第1目標位置之下方之第1下方位置上升至上述第1目標位置之上方之第1上方位置之動作,與於自上述第1下方位置至該第1下方位置與上述第1目標位置之間之第1中間位置為止之第1區間中,使複數個上述關節中之至少1個上述關節向一方向位移以消除背隙之動作並行進行。
  2. 如請求項1之基板搬送機器人,其中上述機器人控制部於上述第1區間中,使各上述關節向一方向位移。
  3. 如請求項1或2之基板搬送機器人,其中上述基板搬送機器人將被對準器保持之上述基板移送至載台,並且上述第1目標位置係將被上述對準器保持之上述基板拾取之位置。
  4. 如請求項1或2之基板搬送機器人,其中上述驅動力傳遞部包含將上述驅動力傳遞至上述關節之齒輪、有齒帶及鏈條中之至少任一者。
  5. 一種基板搬送機器人,具備: 基台;手,其具有載置基板之基板載置部;多關節結構之機器人臂,其基端部與上述基台連結,前端部與上述手連結,且包含複數個關節;機器人臂驅動機構,其包含驅動源、及將上述驅動源之驅動力傳遞至上述機器人臂之上述關節來使該關節位移之驅動力傳遞部;以及機器人控制部,其以上述手於目標位置成為目標姿勢之方式來控制上述驅動源之動作;並且上述機器人控制部使上述手自上述手將上述基板放置於載台上之位置亦即第2目標位置之上方之第2上方位置下降至上述第2目標位置之下方之第2下方位置之動作,與於自上述第2上方位置至該第2上方位置與上述第2目標位置之間之第2中間位置為止之第2區間中,使複數個上述關節中之至少1個上述關節向一方向位移以消除背隙之動作並行進行。
  6. 如請求項5之基板搬送機器人,其中上述機器人控制部於上述第2區間中使各上述關節向一方向位移。
  7. 如請求項5或6之基板搬送機器人,其中上述驅動力傳遞部包含將上述驅動力傳遞至上述關節之齒輪、有齒帶及鏈條中之至少任一者。
  8. 一種基板搬送機器人之基板搬送方法,上述基板搬送機器人具備:基台;手,其具有載置基板之基板載置部;多關節結構之機器人臂,其基端部與上述基台連結,前端部與上述手連結,且包含複數個關節;以及 機器人臂驅動機構,其包含驅動源、及將上述驅動源之驅動力傳遞至上述機器人臂之各上述關節來使該關節位移之驅動力傳遞部;並且使上述手位於上述手拾取上述基板之位置亦即第1目標位置之下方之第1下方位置,使上述手朝向上述第1目標位置之上方之第1上方位置而上升之動作,與於自上述第1下方位置至該第1下方位置與上述第1目標位置之間之第1中間位置為止之第1區間中,使複數個上述關節中之至少1個上述關節向一方向位移以消除背隙之動作並行進行。
TW109113185A 2019-05-09 2020-04-20 基板搬送機器人及基板搬送方法 TWI782272B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/407,601 2019-05-09
US16/407,601 US11427412B2 (en) 2019-05-09 2019-05-09 Substrate conveying robot and substrate conveying method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202042988A TW202042988A (zh) 2020-12-01
TWI782272B true TWI782272B (zh) 2022-11-01

Family

ID=73046965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109113185A TWI782272B (zh) 2019-05-09 2020-04-20 基板搬送機器人及基板搬送方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11427412B2 (zh)
JP (1) JP7340010B2 (zh)
KR (1) KR102649832B1 (zh)
CN (1) CN113165169B (zh)
TW (1) TWI782272B (zh)
WO (1) WO2020226024A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7464472B2 (ja) * 2020-07-17 2024-04-09 株式会社ディスコ 加工装置
US11654578B2 (en) * 2020-09-17 2023-05-23 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Robot system and offset acquisition method
JP2022102888A (ja) * 2020-12-25 2022-07-07 川崎重工業株式会社 基板搬送ロボットの制御装置及び関節モータの制御方法
US12002695B2 (en) * 2021-06-10 2024-06-04 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Transport system and determination method
CN115648190A (zh) * 2022-12-08 2023-01-31 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种重载水平多关节机器人

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010527515A (ja) * 2007-05-15 2010-08-12 ロナルド・シー・シューバート ウェーハプローブ試験および検査システム
JP2017092246A (ja) * 2015-11-10 2017-05-25 株式会社Screenホールディングス 基板搬送装置、基板処理システム、および基板搬送方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05111827A (ja) * 1991-10-21 1993-05-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 回転位置の位置決め方法
JP2004130402A (ja) * 2002-10-08 2004-04-30 Yaskawa Electric Corp ロボットの教示点作成方法
JP3711105B2 (ja) * 2002-12-20 2005-10-26 ファナック株式会社 3次元計測装置
JP4835839B2 (ja) * 2006-04-07 2011-12-14 株式会社安川電機 搬送用ロボットおよび搬送用ロボットの位置補正方法
CN2921786Y (zh) * 2006-07-06 2007-07-11 宁波南车时代传感技术有限公司 轮式位移传感器
JP4744427B2 (ja) * 2006-12-27 2011-08-10 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理装置
JP5823742B2 (ja) * 2010-07-02 2015-11-25 芝浦メカトロニクス株式会社 把持装置、搬送装置、処理装置、および電子デバイスの製造方法
JP5387622B2 (ja) * 2011-06-17 2014-01-15 株式会社安川電機 搬送ロボット
JP5601331B2 (ja) * 2012-01-26 2014-10-08 株式会社安川電機 ロボットハンドおよびロボット
JP5892828B2 (ja) * 2012-03-28 2016-03-23 株式会社日立ハイテクノロジーズ 真空処理装置
JP6030393B2 (ja) * 2012-09-26 2016-11-24 株式会社Screenホールディングス 基板処理装置
JP2015178161A (ja) * 2014-03-19 2015-10-08 株式会社安川電機 搬送ロボットおよび搬送システム
JP2016143787A (ja) * 2015-02-03 2016-08-08 川崎重工業株式会社 基板搬送ロボットおよび基板搬送方法
KR102050149B1 (ko) * 2015-02-13 2019-11-28 가와사끼 쥬고교 가부시끼 가이샤 기판 반송 로봇 및 그것의 운전 방법
US10381257B2 (en) * 2015-08-31 2019-08-13 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Substrate conveying robot and substrate processing system with pair of blade members arranged in position out of vertical direction
US10020216B1 (en) * 2017-09-08 2018-07-10 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Robot diagnosing method
JP6999444B2 (ja) 2018-02-16 2022-01-18 日本電産サンキョー株式会社 産業用ロボットの補正値算出方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010527515A (ja) * 2007-05-15 2010-08-12 ロナルド・シー・シューバート ウェーハプローブ試験および検査システム
JP2017092246A (ja) * 2015-11-10 2017-05-25 株式会社Screenホールディングス 基板搬送装置、基板処理システム、および基板搬送方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102649832B1 (ko) 2024-03-21
JP7340010B2 (ja) 2023-09-06
WO2020226024A1 (ja) 2020-11-12
KR20210152550A (ko) 2021-12-15
TW202042988A (zh) 2020-12-01
US20200354161A1 (en) 2020-11-12
US11427412B2 (en) 2022-08-30
CN113165169A (zh) 2021-07-23
JPWO2020226024A1 (ja) 2021-10-28
CN113165169B (zh) 2024-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI782272B (zh) 基板搬送機器人及基板搬送方法
KR102379269B1 (ko) 통합된 얼라이너를 갖는 로봇
CN103733325B (zh) 具有多重连接装置机械手的***和校正多重连接装置机械手中位置及旋转对准的方法
US9824908B2 (en) Conveying system, conveying robot and teaching method of the same
TWI619586B (zh) 基板搬送機器人及基板檢測方法
JP2002514833A (ja) プリアライナおよび平面教示ステーション
JP2019530225A (ja) 基板処理装置
US20230119986A1 (en) Wafer transfer apparatus and wafer transfer method
JP7522178B2 (ja) 基板搬送装置及び基板位置ずれ測定方法
US20240042595A1 (en) Dual robot including splayed end effectors and systems and methods including same
US20210118719A1 (en) Dual Arm with Opposed Dual End Effectors and No Vertical Wafer Overlap
JP7328981B2 (ja) 基板移載装置及びその制御方法
KR20200064890A (ko) 기판 지지 장치, 기판 반송 로봇 및 얼라이너 장치
WO2022137917A1 (ja) 基板搬送ロボットの制御装置及び関節モータの制御方法
CN113394156A (zh) 晶圆传输装置及其真空吸附机械手
JP4446816B2 (ja) 基板角度位置補正装置
KR20230081630A (ko) 산업용 로봇 및 산업용 로봇의 교시 방법
JP2023032305A (ja) アライナ装置およびワークの位置ずれ補正方法
CN115816218A (zh) 用于硅片边缘抛光的设备及方法
TW201800194A (zh) 水平多關節機器人