CN112840446A - 基板移载装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

基板移载装置的控制方法包含：使保持有基板的基板保持手向规定在对准器周围的规定的准备位置移动；使基板保持手向规定在对准器的规定的载置位置移动，而将基板向对准器的旋转台移载；一边使基板保持手在规定在比准备位置靠近载置位置的位置的规定的待机位置待机，一边使基板在对准器对准；使基板保持手向载置位置移动，而将基板从对准器向基板保持手移载；以及使保持有基板的基板保持手向准备位置移动。

Description

基板移载装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及将半导体基板、玻璃基板等基板从载具向工序装置移载的基板移载装置及其控制方法。
背景技术
以往，公知有对作为半导体元件制造材料的半导体基板(以下，有时简称为“基板”)进行元件形成等工序处理的基板处理设备。一般在基板处理设备设置有工序处理装置、与工序处理装置邻接配置的基板移载装置等。
例如，专利文献1中记载的基板移载装置具备：在内部形成有搬运室的壳体、设置于壳体的前壁的多个装载口、以及设置于搬运室内的基板搬运机器人和对准器。基板搬运机器人具备：机械臂、和与机械臂的手腕连结的机械手。该基板搬运机器人进行：基板向工序处理装置的装载和卸载、收容于工序间搬运用的能够封闭的基板载具中的基板的取出和收容等作业。作为上述这样的基板移载装置的一个例子，公知有前端模块(EquipmentFront End Module，简称EFEM)、分选器。另外，作为上述这样的基板载具的一个例子，公知有称为FOUP(Front Opening Unified Pod：前开式传送盒)的基板载具。
在针对基板进行栅极形成等处理时，对于各个基板而言，要求在被切割为弦状的定向平面(orientation flat)、被切割为V字状或者U字状的凹口的位置与基准旋转位置始终一致的状态下设置于处理工作台。在对准器中，进行这样的基板的对位。在专利文献2中，公开有这种对准器。
在专利文献2的对准器中，首先，若搭载有基板的机械手以设定的高度到达旋转台的上方，则旋转台上升并接收基板，在旋转台在上限位置停止的同时旋转台对基板进行真空吸附。接下来，若机械手后退并返回原始位置，则旋转台(基板)以指定的角度旋转，由线传感器进行从停止时的基板中心至端面为止的尺寸的测量之后，旋转台解除真空吸附。
专利文献1：日本特开2008-28134号公报
专利文献2：日本特开2009-194346号公报
像上述专利文献2中记载的那样，以往的基板移载装置1的机械手被控制成：将基板移载于对准器之后，在对准器进行基板的对准的期间暂时返回自对准器退避的准备位置，若对准结束，则从准备位置移动至对准器来迎接基板。这样在机械手的动作中包含有无效的往复动作。
发明内容
本发明是鉴于以上的情况而完成的，其目的在于，在具备具有基板保持手的基板搬运机器人和对准器的基板移载装置中，提高吞吐量。
本发明的一方式所涉及的基板移载装置的控制方法是具备基板搬运机器人和对准器的基板移载装置的控制方法，基板搬运机器人具有基板保持手，其特征在于，包含：
使保持有上述基板的上述基板保持手向规定在上述对准器周围的规定的准备位置移动；
使上述基板保持手向规定在上述对准器的规定的载置位置移动，而将上述基板向上述对准器的旋转台移载；
一边使上述基板保持手在规定的待机位置待机，一边使上述基板在上述对准器对准，其中上述待机位置规定在比上述准备位置靠近上述载置位置的位置；
使上述基板保持手向上述载置位置移动，而将上述基板从上述对准器向上述基板保持手移载；以及
使保持有上述基板的上述基板保持手向上述准备位置移动。
另外，本发明的一方式所涉及的基板移载装置的特征在于，具备：基板搬运机器人，其具有基板保持手；对准器；以及控制器，其具有存储有基板移载程序的存储器、和执行上述基板移载程序的处理器，
上述基板移载程序构成为：针对上述基板搬运机器人，
使保持有上述基板的上述基板保持手向规定在上述对准器周围的规定的准备位置移动，
使上述基板保持手向规定在上述对准器的规定的载置位置移动，而将上述基板向上述对准器的旋转台移载，
使上述基板保持手在规定的待机位置待机直到上述对准器所进行的对准结束为止，其中待机位置规定在比上述准备位置靠近上述载置位置的位置，
使上述基板保持手向上述载置位置移动，而将上述基板从上述对准器向上述基板保持手移载，
使上述基板保持手向上述准备位置移动。
根据上述的基板移载装置及其控制方法，手在将基板移载于对准器后，不返回原始位置而是在待机位置待机直到对准结束为止。由此，省略手从原始位置移动至对准器来迎接基板的动作，从而处理的吞吐量能够相应地提高。
根据本发明，能够在具备具有基板保持手的基板搬运机器人和对准器的基板移载装置中，提高吞吐量。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的具备基板移载装置的基板处理设备的简要结构的俯视剖视图。
图2是表示图1所示的基板处理设备的简要结构的侧视剖视图。
图3是表示基板移载装置的控制系统的结构的框图。
图4是对控制器所进行的处理流程进行说明的流程图。
图5是对手的移动的目标位置进行说明的图。
具体实施方式
〔基板处理设备100的简要结构〕
首先，从本发明的一实施方式所涉及的具备基板移载装置1的基板处理设备100的简要结构开始进行说明。图1是表示本发明的一实施方式所涉及的具备基板移载装置1的基板处理设备100的简要结构的俯视剖视图，图2是表示图1所示的基板处理设备100的简要结构的侧视剖视图。如图1和图2所示，基板处理设备100具备：基板移载装置1、和工序处理装置2。此外，基板处理设备100例如被设计为符合SEMI(Semiconductor Equipment andMaterials International：国际半导体产业协会)规格等规定。
工序处理装置2是对基板24实施热处理、杂质导入处理、薄膜形成处理、平板印刷处理(Lithography)、清洗处理以及平坦化处理中的至少一个以上的工序处理的装置或者装置组。但是，工序处理装置2也可以针对基板24进行除上述的处理以外的处理。
工序处理装置2具备：对基板24实施处理的处理装置主体20、收容了处理装置主体20的壳体21、以及对形成于壳体21内的处理室22的氛围气体进行调整的调整装置(省略图示)。调整装置例如可以通过风扇过滤器单元等来实现。
基板移载装置1与工序处理装置2邻接配设。基板移载装置1作为在基板载具25与工序处理装置2之间负责基板24的交接的交接部而发挥功能。基板载具25是能够收容多个基板24的可搬式容器。
〔基板移载装置1的构成〕
接下来，对基板移载装置1的结构详细地进行说明。基板移载装置1具备：基板搬运机器人7、整理基板24的朝向的对准器92、调整装置93、收容这些的壳体8、装载口91、以及控制器6。
壳体8呈前壁81和后壁82是最大面积的立方体形状，且在内部形成有搬运室80。搬运室80是清洁度高的封闭空间，且由规定的氛围气体填满搬运室80。通过调整装置93来将搬运室80的氛围气体中的浮游微小粒子管理为规定的洁净度等级以下，根据需要还对温度、湿度、压力等搬运室80的环境条件进行管理。
在壳体8的后壁82设置有多个后开口87。后壁82将工序处理装置2的处理室22与基板移载装置1的搬运室80分隔，且通过后开口87将处理室22与搬运室80连通。
在壳体8的前壁81设置有多个装载口91。装载口91具有基板载具25与基板移载装置1的对接(Docking)和分离(Undocking)、基板载具25的支承、以及基板载具25的开闭等功能。
各装载口91具备开口框95、支承台97以及开启件98。开口框95构成壳体8的前壁81的一部分，通过开口框95来规定壳体8的前开口86。开启件98通过使基板载具25的容器侧门61和开启件侧门96一体向搬运室80内移动，来开放前开口86。在支承台97载置有基板载具25。通过在壳体8的前壁81形成的前开口86，将与基板移载装置1进行了对接的基板载具25与搬运室80连通。
对准器92具备线传感器31和旋转台35。旋转台5具有垂直的旋转轴线，且被旋转驱动装置37(参照图3)驱动而在水平面内以旋转轴线为中心旋转。旋转台35具备由真空装置(省略图示)驱动的真空卡盘，由此在旋转台35吸附保持基板24。
基板搬运机器人7具备：机械臂(以下，简称为“臂71”)、与臂71的手腕部连结的末端执行器的一个例子亦即基板保持手(以下，简称为“手72”)、以及支承臂71的基台73。本实施方式所涉及的基板搬运机器人7是水平多关节机器人。
臂71具备：支承于基台73的升降轴70、和相连接的多个连杆75、76。第一连杆75的基端与升降轴70的末端经由第一关节A1连结。第一连杆75的末端与第二连杆76的基端经由第二关节A2连结。第二连杆76的末端与手72的基端经由手腕关节A3连结。在基台73内设置有驱动升降轴70升降的升降驱动装置69(参照图3)。升降驱动装置69例如包含：按照由控制器6给予的信号来进行角位移的伺服马达、包含减速装置且将伺服马达的动力转换为前进力且向升降轴70传递的动力传递机构、以及检测伺服马达的角位移的位置检测器(均省略图示)。在第一连杆75内设置有驱动第一关节A1的第一关节驱动装置77、和驱动第二关节A2的第二关节驱动装置78(参照图3)。在第二连杆76内设置有驱动手腕关节A3的手腕关节驱动装置79(参照图3)。各关节的驱动装置77、78、79包含：按照由控制器6给予的信号进行角位移的伺服马达、包含减速装置且将伺服马达的动力传递给连杆体的动力传递机构、以及检测伺服马达的角位移的位置检测器(均省略图示)。
手72具备：经由手腕关节A3而与臂71的末端连结的手基部51、和与手基部51结合的托板52。在托板52设置有用于保持基板24的保持装置。该保持装置可以是对载置于托板52的基板24进行嵌合、吸附、夹持或者以其他方式使载置于托板52的基板24不从托板52落脱。
〔基板移载装置1的控制系统的构成〕
图3是表示基板移载装置1的控制系统的构成的框图。控制器6包含机器人控制部62和对准器控制部63。控制器6是所谓的计算机，例如具有微型控制器、CPU、MPU、PLC、DSP、ASIC或者FPGA等处理器6a、和ROM、RAM等存储器6b。在存储器6b存储有包含基板移载程序60的处理器6a所执行的程序。另外，在存储器6b存储有处理器6a所进行的处理中所使用的数据等。在控制器6中，处理器6a将存储于存储器6b的程序等软件读出并执行，由此来进行用于作为机器人控制部62、对准器控制部63而发挥功能的处理。此外，控制器6可以通过借助单一的计算机的集中控制来执行各处理，也可以通过借助多个计算机的配合的分散控制来执行各处理。
控制器6的机器人控制部62控制基板搬运机器人7的动作。更详细而言，机器人控制部62与升降驱动装置69、第一关节驱动装置77、第二关节驱动装置78、以及手腕关节驱动装置79电连接。机器人控制部62从包含于这些驱动装置中的位置检测器取得伺服马达的旋转位置，并基于与它们的旋转位置对应的手72的姿态(位置和姿势)和存储的教导点数据，运算目标姿态。而且，机器人控制部62向伺服放大器输出控制指令，以使得手72成为目标姿态。伺服放大器基于控制指令对各伺服马达供给驱动电力，由此手72向目标姿态移动。
控制器6的对准器控制部63控制对准器92的动作。更详细而言，对准器控制部63与线传感器31和旋转台35的旋转驱动装置37电连接，控制它们的动作。
〔基板移载装置1的动作〕
这里，对上述结构的基板移载装置1的动作进行说明。在基板移载装置1中，通过基板搬运机器人7将基板24从基板载具25向搬运室80搬出，并在利用对准器92识别出基板24的中心位置和方向后，再次通过基板搬运机器人7向处理室22搬运。
图4是对控制器6所进行的处理流程进行说明的流程图。在图4中纸面左侧的系统表示机器人控制部62的处理流程，纸面右侧的系统表示对准器控制部63的处理流程。图5是对手72的移动的目标位置P1～P8进行说明的图。目标位置P1～P8的坐标(机器人坐标)预先存储于控制器6。
如图4和图5所示，机器人控制部62首先使基板搬运机器人7动作，以使得手72向规定的原始位置P1移动(步骤S1)。接着，机器人控制部62使基板搬运机器人7动作，以使得手72向相对于基板载具25的准备位置P2移动(步骤S2)。若手72到达准备位置P2，则机器人控制部62使基板搬运机器人7动作，以从基板载具25向手72移载基板24(步骤S3)。这里，手72向基板载具25的基板移载位置P3移动，并微量上升，而从基板载具25接收基板24，向准备位置P2返回。
若手72接收到基板24，则机器人控制部62使基板搬运机器人7动作，以使得手72向相对于对准器92的规定的准备位置P4移动(步骤S4)。相对于对准器92的准备位置P4被规定在从对准器92的旋转台35向水平方向退避的位置。位于准备位置P4的手72在俯视观察时不与对准器92重叠，自对准器92充分地远离成即便假设产生手72的变形、控制位置的偏移也不与对准器92发生干扰的程度。
若手72到达准备位置P4，则机器人控制部62使基板搬运机器人7动作，以从手72向对准器92的旋转台35移载基板24(步骤S5)。这里，使手72向规定在对准器92的载置位置P5移动，接着使手72从载置位置P5微量下降，以使得保持于手72的基板24接近对准器92的旋转台35的上方。
接下来，机器人控制部62使基板搬运机器人7动作，以使得手72向规定的待机位置P6移动(步骤S6)。这里，待机位置P6是比准备位置P4靠近载置位置P5的位置。例如，待机位置P6也可以是载置位置P5的下方。另外，例如，在基板24保持于手72的下表面的情况下，待机位置P6也可以是载置位置P5的上方。另外，例如，待机位置P6也可以是载置位置P5与准备位置P4之间。
若像上述那样手72向待机位置P6移动，则机器人控制部62向对准器控制部63发出对准开始信号(步骤S7)。
接收到对准开始信号的对准器控制部63(步骤S21中为是)使旋转台35吸附保持所载置的基板24(步骤S22)。接着，对准器控制部63以使支承于旋转台35的基板24旋转，并且利用线传感器31检测基板24的凹口的方式使旋转驱动装置37和线传感器31动作(步骤S23)。对准器控制部63以利用检测出的凹口将基板24向规定的旋转位置定位的方式使旋转驱动装置37动作(步骤S24)。若基板24得到定位，则对准器控制部63向机器人控制部62发出对准结束信号(步骤S25)。
接收到对准结束信号的机器人控制部62(步骤S8中为是)使基板搬运机器人7动作以从旋转台35向手72移载基板24(步骤S9)。这里，手72从待机位置P6向基板24的下方移动，从那里微量上升而向移载位置P5移动。
若基板24移载于手72，则机器人控制部62使基板搬运机器人7动作，以使得手72向相对于对准器92的准备位置P4移动(步骤S10)。
机器人控制部62为了使保持于手72的基板24向处理室22的处理工作台220接近，使基板搬运机器人7动作，以使得手72向对处理工作台220规定的准备位置P7移动(步骤S11)。准备位置P7在搬运室80内规定在后开口87的近前。
若手72到达准备位置P7，则机器人控制部62使基板搬运机器人7动作，以从手72向处理工作台220移载基板24(步骤S12)。这里，手72从准备位置P7向规定在处理工作台220的载置位置P8移动，并从那里下降，由此将基板24放置于处理工作台220。最后，机器人控制部62使基板搬运机器人7动作，以使得手72向准备位置P7移动(步骤S13)，使处理返回步骤S1并反复进行。
在上述的一系列的处理中，基板24从手72向旋转台35的移载(步骤S5)、手72向待机位置P6的移动(步骤S6)、基板24从旋转台35向手72的移载(步骤S9)、以及手72向准备位置P4的移动(步骤S10)被编程为归拢在一起的序列，在该序列的执行中不加入其他的指令。换而言之，将一个指令与上述的序列建立关联，机器人控制部62执行一个指令，由此连续地执行基板24从手72向旋转台35的移载(步骤S5)、手72向待机位置P6的移动(步骤S6)、基板24从旋转台35向手72的移载(步骤S9)、以及手72向准备位置P4的移动(步骤S10)。
根据上述的一系列的处理流程，手72在将基板24向对准器92的旋转台35进行了移载后，不返回对对准器92规定的准备位置P4，而是直到发出对准结束信号为止在规定在对准器92的待机位置P5待机。
像以上说明的那样，本实施方式的基板移载装置1具备：具有基板保持手72的基板搬运机器人7、对准器92、存储有基板移载程序60的存储器6b、以及执行基板移载程序60的处理器6a。基板移载程序60构成为：针对基板搬运机器人7，使保持有基板24的基板保持手72向规定在对准器92周围的规定的准备位置P4移动，使基板保持手72向规定在对准器92的规定的载置位置P5移动，而将基板24向对准器92的旋转台移载，使基板保持手72在规定在比准备位置P4靠近载置位置P5的位置的规定的待机位置P6待机直到对准器92所进行的对准结束为止，使基板保持手72向载置位置P5移动，使基板从对准器向基板保持手移载，使基板保持手72向准备位置P4移动。
另外，本实施方式的基板移载装置1的控制方法包含：使保持有基板24的基板保持手72向规定在对准器92周围的规定的准备位置P4移动；使基板保持手72向规定在对准器92的规定的载置位置P5移动，而将基板24向对准器92的旋转台35移载；一边使基板保持手72在规定在比准备位置P4靠近载置位置P5的位置的规定的待机位置P6待机，一边使基板24在对准器92对准；使基板保持手72向载置位置P5移动，而将基板24从对准器92向基板保持手72移载；以及使保持有基板24的基板保持手72向准备位置p4移动。
根据上述的基板移载装置1及其控制方法，手72在将基板24移载于对准器92后，不返回准备位置P4而是在待机位置P6待机直到对准结束为止。由此，能够省略手72从准备位置P4移动至对准器92来迎接基板24的动作，处理的吞吐量(Throughput)能够相应地提高。另外，由于手72在基板24的对准过程中处于静止，因此基板24的对准不受来自基板搬运机器人7的振动的影响。
在上述的基板移载装置1及其控制方法中，如本实施方式所示，手72的待机位置P6也可以是被对准器92保持着的基板24的下方或者上方。
由于手72在这样的待机位置P6待机至对准结束，因此对准结束之后将基板24从对准器92向手72移载时的手72的移动距离变得最短，处理的吞吐量能够相应地提高。
另外，在上述的基板移载装置1及其控制方法中，如本实施方式所示，手72的待机位置P6也可以处于载置位置P5与准备位置P4之间。
由此，省略手72的从对准器92的载置位置P5向准备位置P4返回的动作、和从准备位置P4向载置位置P5返回的动作。虽然代替这些动作，而加入从对准器92的载置位置P5向待机位置P6行进的动作、和从待机位置P6向载置位置P5返回的动作，但相比载置位置P5与准备位置P4的距离，载置位置P5与待机位置P6的距离短，而能够缩短动作时间。
以上，对本发明的最佳的实施方式进行了说明，但在不脱离本发明的思想的范围内，将上述实施方式的具体的构造以及/或者功能的详细内容进行变更而得的实施方式也能够包含于本发明。
附图标记说明
1…基板移载装置；2…工序处理装置；5…旋转台；6…控制器；6a…处理器；6b…存储器；7…基板搬运机器人；8…壳体；20…处理装置主体；21…壳体；22…处理室；24…基板；25…基板载具；31…线传感器；35…旋转台；37…旋转驱动装置；51…手基部；52…托板；60…基板移载程序；61…容器侧门；62…机器人控制部；63…对准器控制部；69…升降驱动装置；70…升降轴；71…臂；72…基板保持手；73…基台；75、76…连杆；77、78、79…驱动装置；80…搬运室；81…前壁；82…后壁；86…前开口；87…后开口；91…装载口；92…对准器；93…调整装置；95…开口框；96…开启件侧门；97…支承台；98…开启件；100…基板处理设备；220…处理工作台；A1…第一关节；A2…第二关节；A3…手腕关节。

Claims (6)

1.一种基板移载装置的控制方法，是具备基板搬运机器人和对准器的基板移载装置的控制方法，所述基板搬运机器人具有基板保持手，
其特征在于，包含：
使保持有基板的所述基板保持手向规定在所述对准器周围的规定的准备位置移动；
使所述基板保持手向规定在所述对准器的规定的载置位置移动，而将所述基板向所述对准器的旋转台移载；
一边使所述基板保持手在规定的待机位置待机，一边使所述基板在所述对准器对准，其中所述待机位置规定在比所述准备位置靠近所述载置位置的位置；
使所述基板保持手向所述载置位置移动，而将所述基板从所述对准器向所述基板保持手移载；以及
使保持有所述基板的所述基板保持手向所述准备位置移动。
2.根据权利要求1所述的基板移载装置的控制方法，其特征在于，
所述待机位置是被所述对准器保持着的所述基板的下方或上方。
3.根据权利要求1所述的基板移载装置的控制方法，其特征在于，
所述待机位置位于所述载置位置与所述准备位置之间。
4.一种基板移载装置，其特征在于，
具备：
基板搬运机器人，其具有基板保持手；
对准器；以及
控制器，其具有存储了基板移载程序的存储器、和执行所述基板移载程序的处理器，
所述基板移载程序构成为：针对所述基板搬运机器人，
使保持有基板的所述基板保持手向规定在所述对准器周围的规定的准备位置移动，
使所述基板保持手向规定在所述对准器的规定的载置位置移动，而将所述基板向所述对准器的旋转台移载，
使所述基板保持手在规定的待机位置待机直到所述对准器所进行的对准结束为止，其中所述待机位置规定在比所述准备位置靠近所述载置位置的位置，
使所述基板保持手向所述载置位置移动，而将所述基板从所述对准器向所述基板保持手移载，
使所述基板保持手向所述准备位置移动。
5.根据权利要求4所述的基板移载装置，其特征在于，
所述待机位置是被所述对准器保持着的所述基板的下方或上方。
6.根据权利要求4所述的基板移载装置，其特征在于，
所述待机位置位于所述载置位置与所述准备位置之间。
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