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Diese
Erfindung bezieht sich auf Steuerungssysteme für Roboter, und insbesondere
auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Kalibrieren
oder „Einlernen" eines Roboters,
sich selbst in eine Vielzahl von vorausgewählten Positionen zu positionieren.
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Hintergrund der Erfindung
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In
der Herstellung von Halbleitern werden Silikonwafer in einer Kassette
gehalten und dann zu verschiedenen vorprogrammierten Verarbeitungsorten
von einem Roboter-Bearbeitungssystem
bewegt. Letzteres enthält
typischerweise einen Mechanismus mit Freiheitsgraden in radialer
(R), Winkel (Θ)
und vertikaler (Z) Richtung und mit einem Roboterarm mit einem mittels
Vakuum oder einem einen Rand greifenden Stab. Der Roboter muss in
der Lage sein, die Wafer von einer Speicherkassette aufzunehmen
und sie dann zu einer angewiesenen Station oder einer Vielzahl von
Stationen, wo der Wafer einige beliebige Verarbeitungsprozesse,
wie etwa Erhitzen oder Ausrichten, durchlaufen wird, zu übertragen.
Um diese Aktionen auszuführen,
muss der Roboter eine genaue Kenntnis der R-, θ- und Z-Positionen des Wafers an den Positionen
von allen Kassetten- und Stationen haben. Ein Robotersteuersystem
muss das vorgenannte Wissen bereitstellen, um den Roboterarm und
folglich den aufgegriffenen Wafer für eine jeweilige Roboterfunktion
innerhalb einer Kassette oder einer Verarbeitungsstation genau zu
positionieren.
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Um
einen ordnungsgemäßen Betrieb
des Robotersystems zu gewährleisten,
wenn es anfänglich
hoch gefahren wird oder wenn es nach Ersetzen einer Komponente neu
gestartet wird oder wenn eine Prozess- bzw. Verarbeitungsposition
verändert
worden ist, dann muss der Roboter programmiert oder „eingelernt" werden, so dass
für eine
jeweilige Betriebsphase der Roboterarm für die gewünschte Funktion genau an der
richtigen Position positioniert ist. Bisher wurde dieser anfängliche
und/oder nachfolgende Programmier- oder „Einlern"-Schritte von trainiertem Personal unter
Benutzung von visuell bewerteten, aus Versuch und Irrtum gewonnen
Einstellungen des Mechanismus und der Steuerung des Roboters durchgeführt.
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Beispielsweise
wurde ein Roboter bisher unter Benutzung herkömmlicher Steuerungen installiert und „eingelernt", indem der Roboter
herumgerückt wird
und bei einer jeweiligen Verarbeitungsstation die Positionen der
Wafer-Anordnung
mit einem Programmierhandgerät
aufgenommen werden. Neben der Tatsache, dass dies viele Stunden
beansprucht, führt dieses
manuelle Verfahren eine Subjektivität und folglich eine signifikante
Möglichkeit
für Fehler
ein, weil keine zwei Techniker die gleichen Positionen einstellen
konnten. Dies brachte ein Problem der Reproduzierbarkeit, d. h.
des Einstellens des Roboters in einer genauen, vorbestimmten Position
für einen
jeweiligen einer Vielzahl von Zyklen, hervor. Immer wenn eine Waferkassette
nicht perfekt innerhalb der Spezifikationen positioniert ist oder
wenn eine Maschinenkomponente verschleißt oder nicht funktioniert
und eine Ersetzung erfordert, muss der Roboter neu eingelernt werden,
weil er sich an derartige Änderungen
nicht anpassen kann. Wenn der Roboter nicht richtig innerhalb enger
Toleranzen neu eingelernt wird, dann können ernsthafte Schäden oder
der Verlust von teuren Wafern die Folge sein.
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US 5 783 834 offenbart ein
Verfahren zum automatischen Einlernen von genauen räumlichen Positionen
und einem entsprechenden Roboter. Ein Roboter umfasst eine Basis;
Drehsegmente, die durch drehbar auf der Basis montierte Gelenke
drehbar sind; einen mit einem langgestrecktem Ende versehener Steuerarm,
der drehbar an einem äußeren Ende
eines äußeren Segments
verbunden ist und ein Durchloch in der Nähe eines Endes aufweist, das während der
Benutzung am dichtesten zu einer Kassette ist; sowie Mittel zum
Halten eines Wafers, beispielsweise eine in der Nähe des Endes
angeordnete Vakuumspannvorrichtung, und Mittel zum Bewegen des mit
dem Ende versehenen Steuerarms in radialer, Winkel- und vertikaler
Richtung.
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Eingebettet
in einen Rand an seinem Ende umfasst der mit dem Ende versehene
Steuerarm auch eine zweite Strahlquelle, die dazu ausgebildet ist,
einen zweiten Lichtstrahl radial von dem Ende des mit dem Ende versehenen
Steuerarms auszusenden, und einen zweiten Detektor, der dazu ausgebildet
ist, einen reflektierten Teil des zweiten Strahls zu detektieren.
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Eine
Waferkassette umfasst eine erste Signalquelle, die dazu ausgebildet
ist, einen ersten Positionierungsstrahl in einer vertikalen Richtung
auszusenden, und einen ersten Detektor, der dazu ausgebildet ist,
den ersten Positionierungsstrahl zu detektieren und ein Signal beim
Detektieren des ersten Positionierungsstrahls zu übertragen.
Der erste Positionierungsstrahl zeigt die Position in der horizontalen
(X-Y-)Ebene an, die das Durchloch in dem Ende des mit einem Ende
versehenen Steuerarms einnehmen muss, um einen Wafer zu platzieren,
insbesondere wenn der erste Strahl direkt durch das Durchloch hindurchläuft, wenn
der mit dem Ende versehene Steuerarm die richtige Position in der
horizontalen Ebene eingenommen hat.
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Die
erste Signalquelle in der Kassette kann durch ein Emitter-/Detektorpaar
ersetzt werden und das Durchloch kann durch einen Reflektor ersetzt werden,
so dass der erste Strahl zurück
reflektiert wird, wenn der mit einem Ende versehene Steuerarm in
der richtigen Position ist.
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In
dem in dieser Druckschrift offenbarten Roboter weist eine Robotersteuereinheit
keine gespeicherten Abmessungscharakteristiken bzw. -merkmale des
mit dem Ende versehenen Steuerarms und der Waferkassette auf. Der
Endsteuerarm wird manuell zu den richtigen Positionen bewegt und
dabei die Position „eingelernt".
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Es
ist daher eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Kalibrieren oder
Einlernen eines Waferbearbeitungsroboters zusammen mit seinem Steuerungssystem
bereitzustellen, so dass sie zuverlässig und mit Reproduzierbarkeit
für eine Vielzahl
von Zyklen und innerhalb enger Toleranzen betrieben werden kann,
um Wafer von Kassettenhaltern zu vielfältigen verschiedenen Verarbeitungsstationen
ohne Beschädigung
am Wafer zu manipulieren bzw. zu überführen.
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Weitere
Aufgaben der Erfindung sind, ein automatisches Kalibrationssystem
zur Waferverarbeitung bereitzustellen, das einen Waferbearbeitungsroboter
automatisch in einer relativ kurzen Zeit kalibrieren und einstellen
kann, beispielsweise nachdem Roboterkomponenten entfernt und ausgetauscht
worden sind.
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Eine
andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein automatisches Kalibrationssystem
für einen
Waferverarbeitungsroboter bereitzustellen, welcher Roboter eine
Maschinensteuereinheit benutzt, die dazu programmiert ist, bekannte
Abmessungsdaten ebenso wie Sensoreingaben von dem Roboter und den
Verarbeitungsstationen zu benutzen, um Roboterbewegungen zu genauen
Waferberührungspositionen
zu steuern.
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Eine
noch andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Roboter-Waferbearbeitungssystem bereitzustellen
mit einer verbesserten Reproduzierbarkeit der Position des den Wafer
tragenden Arms in den Positionen, wo ein Halbleiterwafer aus einem Rahmen
platziert oder entfernt wird vermittels der bekannten Abmessungsdaten
des Tragearms und der Verarbeitungsstation und auch mit Sensoreingaben von
dem Roboter und den Verarbeitungsstationen, um Roboterbewegungen
zu genauen Waferberührungspositionen
zu steuern.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorgenannten Aufgaben werden wie beansprucht gelöst durch ein Steuerungssystem
zum automatischen Steuern eines Roboters, wobei der Roboter folgendes
umfasst: einen Arm mit einem an einem äußeren Ende des Arms drehbar
befestigten Wafertragestab bzw. -arm, wobei der Stab an einem vorderen
Ende ein Waferhaltemittel aufweist; Motormittel zum vertikalen Bewegen
des Arms entlang einer Z-Achse,
drehbar um die Z-Achse um einen Winkel Θ und zum radialen Ausfahren
des Stabs entlang einer R-Achse, wobei das System in Kombination
mit dem Roboter dazu ausgebildet ist, zu bewirken, dass der Stab
exakt innerhalb einer Öffnung
einer feststehenden Verarbeitungsstation in der Nähe des Roboters
positioniert wird, so dass er einen Halbleiter-Wafer wiederholt
innerhalb der Verarbeitungsstation platzieren oder den Wafer daraus
entfernen kann. Das Steuerungssystem umfasst:
eine Maschinensteuereinheit,
die einen Speicher und einen Logikschaltkreis aufweist und mit einem
Roboter verbunden bzw. daran angeschlossen ist;
eine Ein-/Ausgabekomponente
und einen Motorverstärker,
die mit der Maschinensteuereinheit verbunden bzw. daran angeschlossen
sind;
erste Sensormittel, die an einem rückwärtigen Ende des Stapels angeordnet
sind und die dazu ausgebildet sind, Signale an die Steuereinheit
zu erzeugen, um zu ermöglichen,
dass bewirkt wird, dass der Roboterstab zu einer vertikalen Z-Achsenposition
in Bezug auf die Verarbeitungsstation bewegt wird; und
zweite
Sensormittel, die innerhalb der Öffnung
der Verarbeitungsstation angeordnet sind und die dazu ausgebildet
sind, Signale an die Steuereinheit zu erzeugen, um zu ermöglichen,
dass bewirkt wird, dass der Roboterstab sich automatisch in Θ- und R-Richtungen
zum Einrichten einer exakten Position innerhalb der Verarbeitungsstation
bewegt, um dadurch zu ermöglichen,
dass der Stab einen Wafer an der exakten bzw. genauen Position aufnimmt
oder ablegt.
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Erfindungsgemäß hat der
Speicher der Maschinensteuereinheit in sich die Abmessungsmerkmale
des Roboterarms einschließlich
des Stabs sowie die nominalen Kalibrationswerte der R-, Θ- und Z-Positionen
der Verarbeitungsstation gespeichert.
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Ferner
umfasst die Maschinensteuereinheit erfindungsgemäß Mittel zum Befehlen des Roboters, um
sich zu befohlenen bzw. angewiesenen Positionen zu bewegen, einschließlich der
Positionen mit den nominalen Kalibrationswerten und den exakten Positionen,
die aus einer Kalibration unter Verwendung der ersten und zweiten
Sensormitte bestimmt worden sind und die auf den nominalen Kalibrationswerten
basieren, und die dazu ausgebildet sind, automatisch die folgenden
Schritte auszuführen:
- 1 – Bewirken,
dass sich der Stab in der Z-Richtung bewegt, um eine grobe Z-Kalibration
(Zgrob) der Öffnung der Verarbeitungsstation
unter Benutzung des der Verarbeitungsstation gegenüberliegenden,
ersten Sensors zu bestimmen, und Bereitstellen der groben Z-Kalibration
an die Steuereinheit;
- 2 – Bewirken,
dass sich der Stab in eine anfängliche Kalibrationsposition
innerhalb der Öffnung
unter Verwendung der nominalen R-, Θ-Positionen (Rnom, Θnom) und der groben Z-Position (Zgrob) der Verarbeitungsstation bewegt;
- 3 – Bewirken,
dass sich der Stab in der ersten einen Θ-Kreisrichtung und dann in der gegengesetzten Kreisrichtung
innerhalb der Verarbeitungsstation bewegt, so dass eine Seite und
dann die andere Seite des Stabs den zweiten Sensor freigibt, um
die gewünschte
kalibrierte Θ-Position (Θkal) für
den Stab zu bestimmen;
- 4 – Bewirken,
dass sich der Stab auf der Grundlage der nominalen R-Position (Rnom), der im Schritt 3 erhaltenen, kalibrierten Θ-Position
(Θkal) und der im Schritt 1 erhaltenen Z-Position
(Zgrob) in die anfängliche Kalibrationsposition
bewegt;
- 5 – Bewirken,
dass sich der Stab in der negativen R-Richtung bewegt, bis der zweite Sensor
aktiviert wird;
- 6 – Festlegen
des gewünschten
kalibrierten R-Abstands (Rkal) durch Kombinieren
der im Schritt 5 gemessenen R-Position
mit den gespeicherten Abmessungsmerkmalen der Verarbeitungsstation;
- 7 – Bewirken,
dass sich der Stab zu seiner anfänglichen
Kalibrationsposition bewegt, wobei sein Sensor von der Rahmenöffnung beabstandet
ist, auf der Grundlage der im Schritt 1 erhaltenen groben Z-Position
(Zgrob);
- 8 – Bewirken,
dass sich der Roboterstab in der negativen Z-Richtung bewegt;
- 9 – Messen
der Z-Position, wenn der erste Sensor das Vorbeilaufen einer gewünschten
Z-Kalibrationsposition der Öffnung
detektiert;
- 10 – Definieren
einer kalibrierten (Zkal) Position durch Kombinieren
der Abmessungsmerkmale des Stabs mit denen der Verarbeitungsstation;
und
- 11 – Speichern
der durch Zkal, Θkal und
Rkal definierten, kalibrierten Position.
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In
dieser ersten, alternativen Ausführungsform
kann das erste Sensormittel einen Lasersensor umfassen.
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Ferner
kann das erste Sensormittel vom Typ mit reflektiertem Doppelstrahl
sein und ein Emitterelement sowie ein Laserempfangselement umfassen.
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In
einer zweiten alternativen Ausführungsform
kann ferner erfindungsgemäß die Maschinensteuereinheit
dazu ausgebildet sein, automatisch die folgenden Schritte auszuführen:
- 1 – Bewirken,
dass sich der Stab unter Benutzung der nominalen R-, Θ-Positionen
(Rnom, Θnom) und der nominalen Z-Position (Znom)
der Verarbeitungsstation zu einer anfänglichen Kalibrationsposition
innerhalb der Öffnung
bewegt;
- 2 – Bewirken,
dass sich der Stab in der ersten einen Θ-Kreisrichtung und dann in der entgegengesetzten Kreisrichtung
innerhalb der Verarbeitungsstation bewegt, so dass eine Seite und
dann die andere Seite des Stabs den zweiten Sensor freigibt, um
die gewünschte
kalibrierte Θ-Position (Θkal) für
den Stab zu bestimmen;
- 3 – Bewirken,
dass sich der Stab zu der anfänglichen Kalibrationsposition
bewegt auf der Grundlage der nominalen R-Position (Rnom),
der in Schritt 2 erhaltenen kalibrierten Θ-Position (Θkal)
und der nominalen Z-Position (Znom);
- 4 – Bewirken,
dass sich der Stab in der negativen R-Richtung bewegt, bis der zweite Sensor
aktiviert wird;
- 5 – Definieren
des gewünschten
kalibrierten R-Abstands durch Kombinieren der in Schritt 4 gemessenen
R-Position mit den gespeicherten Abmessungsmerkmalen der Verarbeitungsstation;
- 6 – Bewirken,
dass sich der Stab in die anfängliche Kalibrationsposition
mit seinem Sensor beabstandet von der Rahmenöffnung bewegt auf der Grundlage des
kalibrierten R-Abstands (Rkal), der kalibrierten Θ-Position
(Θkal) und der nominalen Z-Position (Znom)
- 7 – Bewirken,
dass sich der Roboterstab in der negativen Z-Richtung bewegt;
- 8 – Messen
der Z-Position, wenn der erste Sensor das Vorbeilaufen einer gewünschten
Z-Kalibrationsposition der Öffnung
detektiert;
- 9 – Definieren
einer kalibrierten Zkal-Position durch Kombinieren
der Abmessungsmerkmale des Stabs mit denen der Verarbeitungsstation;
und
- 10 – Speichern
der durch Zkal, Θkal und
Rkal definierten, kalibrierten Position.
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In
dieser zweiten Ausführungsform
kann das erste Sensormittel einen horizontalen Durchstrahlungs-
bzw. Lichtschrankensensor umfassen.
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Ferner
kann das erste Sensormittel einen Emitter und einen ausgerichteten
Empfänger
umfassen, wobei der Emitter und der Empfänger horizontal ausgerichtet
sind und im gegenüberliegenden
Bereich der Öffnung
montiert sind, so dass sie einen Strahl bereitstellen, der sich
horizontal durch die Öffnung
erstreckt.
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Sowohl
in der ersten als auch der zweiten alternativen Ausführungsform
kann die Verarbeitungsstation ein Wafertragekasten oder eine Kassette sein,
die einen Rahmen mit einer vorderseitigen Öffnung umfasst oder die ein
Rahmen oder eine Befestigung ist, die dazu ausgebildet ist, einen
Wafer für
einen bestimmten Verarbeitungszweck zu tragen.
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Das
zweite Sensormittel kann ein vertikaler Durchstrahl- bzw. Lichtschrankensensor
sein, der ein Emitterelement und ein vertikal ausgerichtetes Empfängerelement
umfassen kann.
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Alternativ
kann das zweite Sensormittel ein reflektiver LED Sensor sein, der
einen Sender und einen in der gleichen Einheit angeordneten Empfänger umfassen
kann.
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Nach
einem anderen Aspekt der Erfindung wird in der ersten alternativen
Ausführungsform,
wie beansprucht, ferner ein System zum wiederholten Anordnen eines
Halbleiterwafers innerhalb einer Öffnung einer Verarbeitungsstation
oder zum Entfernen des Wafers aus der Verarbeitungsstation bereitgestellt,
wobei das System einen Roboter und ein Steuerungssystem gemäß der oben
beschriebenen, ersten alternativen Ausführungsform der Erfindung umfasst.
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Nach
diesem anderen Aspekt der Erfindung wird in der zweiten alternativen
Ausführungsform, wie
beansprucht, ferner ein System zum wiederholten Anordnen eines Halbleiterwafers
innerhalb einer Öffnung
einer Verarbeitungsstation oder zum Entfernen des Wafers aus der
Verarbeitungsstation bereitgestellt, wobei das System einen Roboter
und ein Steuerungssystem gemäß der oben
beschriebenen, zweiten alternativen Ausführungsform der Erfindung umfasst.
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Nach
noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird in der ersten alternativen
Ausführungsform,
wie beansprucht, ein erstes Verfahren zum automatischen Kalibrieren
des Positionierens eines Stabs bzw. Arms eines Waferbearbeitungsroboters
in eine gewünschte
Position innerhalb einer Verarbeitungsstation mit einer Öffnung bereitgestellt,
wobei der Roboter folgendes umfasst: einen angelenkten Arm, der
in der vertikalen (Z), der Winkel- bzw. Kreis-(Θ) und der radialen (R) Richtung
bewegbar ist und der mit einer Steuereinheit, die Speicher- und
Logikbereich aufweist, verbunden ist, wobei der Roboterstab an dem
Ende des Arms drehbar ist, wobei ein erster Sensor an einem Ende
des Stabs bereitgestellt ist und wobei die Verarbeitungsstation
einen zweiten Sensor innerhalb der Öffnung der Verarbeitungsstation
aufweist. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- 1 – Bereitstellen
im Speicher der Steuereinheit der Abmessungsmerkmale des Stabs und
der Verarbeitungsstation;
- 2 – Programmieren
der Steuereinheit, um zu bewirken, dass die Steuereinheit bewirkt,
dass sich der Roboter in einer Reihe von aufeinanderfolgenden bzw.
sequentiellen Bewegungen bewegt;
- 3 – Bereitstellen
im Speicher der Steuereinheit ferner der nominalen R-, Θ- und Z-Positionen
(Rnom, Θnom, Znom) als angenäherte, zu
der Verarbeitungsstation gehörende
Aufnahme- und Ablegepositionen;
- 4 – Bewirken,
dass sich der Stab in eine anfängliche Kalibrationsposition
bewegt, wo der Roboter eine grobe Z-Kalibration der Verarbeitungsstation
ausführen
kann;
- 5 – Bewirken,
dass sich der Stab in der Z-Richtung bewegt, um eine grobe Z-Kalibration
(Zgrob) der Öffnung der Verarbeitungsstation
unter Verwendung des der Verarbeitungsstation gegenüberliegenden, ersten
Sensors zu bestimmen, und Bereitstellen der groben Z-Kalibration
an die Steuereinheit;
- 6 – Bewirken,
dass sich der Stab innerhalb der Öffnung unter Verwendung der
nominalen R-, Θ-Positionen
(Rnom, Θnom) und der groben Z-Position (Zgrob) der Verarbeitungsstation in eine anfängliche
Kalibrationsposition bewegt;
- 7 – Bewirken,
dass sich der Stab in der ersten einen Θ-Kreisrichtung und dann in der entgegengesetzten Kreisrichtung
innerhalb der Verarbeitungsstation bewegt, so dass eine Seite und
dann die andere Seite des Stabs den zweiten Sensor freigibt, um
die gewünschte
kalibrierte Θ-Position (Θkal) für
den Stab zu bestimmen,
- 8 – Bewirken,
dass sich der Stab auf der Grundlage der nominalen R-Position (Rnom) der in Schritt 7 erhaltenen, kalibrierten Θ-Position
(Θkal) und der im Schritt 2 erhaltenen Z-Position
(Zgrob) in die anfängliche Kalibrationsposition
bewegt;
- 9 – Bewirken,
dass sich der Stab in der negativen R-Richtung bewegt, bis der zweite Sensor
aktiviert wird;
- 10 – Festlegen
des gewünschten
kalibrierten R-Abstands (Rkal) durch Kombinieren
der in Schritt 9 gemessenen R-Position
mit den gespeicherten Abmessungsmerkmalen der Verarbeitungsstation;
- 11 – Bewirken,
dass sich der Stab mit seinem Sensor beabstandet bzw. entfernt von
der Rahmenöffnung
in die anfängliche
Kalibrationsposition bewegt auf der Grundlage des kalibrierten R-Abstands
(Rkal), der kalibrierten Θ-Position (Θkal) und der in Schritt 5 erhaltenen, groben
Z-Position;
- 12 – Bewirken,
dass sich der Roboterstab in der negativen Z-Richtung bewegt;
- 13 – Messen
der Z-Position, wo der erste Sensor das Vorbeilaufen einer gewünschten
Z-Kalibrationsposition der Öffnung
detektiert;
- 14 – Definieren
einer kalibrierten (Zkal) Position durch Kombinieren
der Abmessungsmerkmale des Stabs mit denen der Verarbeitungsstation;
- 15 – Speichern
der durch Zkal, Θkal und
Rkal definierten, kalibrierten Position.
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Nach
dem noch weiteren Aspekt der Erfindung wird nach der zweiten alternativen
Ausführungsform,
wie beansprucht, ein zweites Verfahren zum automatischen Kalibrieren
der Position eines Stabs bzw. Arms eines Waferbearbeitungsroboters
in eine gewünschte
Position innerhalb einer Verarbeitungsstation mit einer Öffnung bereitgestellt,
wobei der Roboter folgendes umfasst: einen angelenkten Arm, der
in der vertikalen (Z), der Kreis- bzw. Winkel(Θ)- und der radialen (R) Richtung
beweglich ist und der mit einer Steuereinheit, die einen Speicher- und
Logikbereich aufweist, verbunden ist, wobei der Roboterstab an dem
Ende des ersten Arms drehbar ist, wobei ein erster Sensor in der Öffnung der
Verarbeitungsstation bereitgestellt ist und wobei die Verarbeitungsstation
einen zweiten Sensor innerhalb der Öffnung der Verarbeitungsstation
aufweist. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- 1 – Bereitstellen
im Speicher der Steuereinheit der Abmessungsmerkmale des Stabs und
der Verarbeitungsstation;
- 2 – Programmieren
der Steuereinheit, um zu ermöglichen,
dass die Steuereinheit bewirkt, dass sich der Roboter in eine Reihe
von sequentiellen bzw. aufeinanderfolgenden Bewegungen bewegt;
- 3 – Bereitstellen
im Speicher der Steuereinheit ferner der nominalen R-, Θ- und Z-Positionen
(Rnom, Θnom, Znom) als näherungsweise
zu der Verarbeitungsstation gehörende,
geeignete Aufnahme- und Ablegepositionen;
- 4 – Bewirken,
dass sich der Stab innerhalb der Öffnung unter Verwendung der
nominalen R-, Θ-Positionen
(Rnom, Θnom) und der nominalen Θ-Position (Znom)
der Verarbeitungsstation in eine anfängliche Kalibrationsposition
bewegt;
- 5 – Bewirken,
dass sich der Stab in der ersten einen Θ-Kreis (Θ)-Richtung und dann in der
entgegengesetzten Kreisrichtung innerhalb der Verarbeitungsstation
bewegt, so dass eine Seite und dann die andere Seite des Stabs den
zweiten Sensor freigibt, um die gewünschte kalibrierte Θ-Position
(Θkal) für
den Stab zu bestimmen;
- 6 – Bewirken,
dass sich der Stab in die anfängliche Kalibrationsposition
bewegt auf der Grundlage der nominalen R-Position (Rnom),
der in Schritt 5 erhaltenen kalibrierten Θ-Position (Θkal)
und der nominalen Z-Position (Znom);
- 7 – Bewirken,
dass sich der Stab in der negativen R-Richtung bewegt, bis der zweite Sensor
aktiviert wird;
- 8 – Definieren
des gewünschten,
kalibrierten R-Abstands durch Kombinieren der im Schritt 7 gemessenen
R-Position mit den gespeicherten Abmessungsmerkmalen der Verarbeitungsstation;
- 9 – Bewirken,
dass sich der Stab in die anfängliche Kalibrationsposition
bewegt, mit seinem Sensor beabstandet bzw. entfernt von der Rahmenöffnung auf der
Grundlage des kalibrierten R-Abstands (Rkal),
der kalibrierten Θ-Position (Θkal) und der nominalen Z-Position (Znom);
- 10 – Bewirken,
dass sich der Roboterstab in der negativen Z-Richtung bewegt;
- 11 – Messen
der Z-Position, wenn der erste Sensor das Vorbeilaufen einer gewünschten
Z-Kalibrationsposition der Öffnung
detektiert;
- 12 – Definieren
einer kalibrierten Zkal Position durch Kombinieren
der Abmessungsmerkmale des Stabs mit denen der Verarbeitungsstation;
und
- 13 – Speichern
der durch Zkal, Θkal und
Rkal definierten, kalibrierten Position.
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In
einer bestimmten Ausführungsform
umfasst ein automatisches Kalibrationssystem für eine Roboter-Waferbearbeitungsvorrichtung
wie oben beschrieben einen Roboter mit drei Freiheitsgraden in der
radialen (R), Kreis- bzw. Winkel(Θ)- und vertikalen (Z) Richtung.
Der Roboter, der mit einer Maschinensteuereinheit mit einem Speicherabschnitt
und einem Logikschaltkreis verbunden ist, weist einen beweglichen
Roboterarm auf, der erweitert bzw. ausgefahren werden kann, um eine
vorausgewählte
Position, wie etwa eine Kassette, die Halbleiterwafer enthält, und
eine oder mehrere einer Vielzahl von Verarbeitungsstationen zu erreichen.
In der gesamten vorliegenden Anmeldung kann der Ausdruck „Verarbeitungsstation" Haltefächer oder
Kassetten oder einen beliebigen Rahmen einer Befestigung, die dazu
ausgebildet ist, einen Wafer oder eine Scheibe für einen bestimmten Verarbeitungszweck
festzuhalten, bezeichnen. An dem äußeren Ende des Roboterarms befindet
sich ein Arm bzw. ein Stab mit einem Wafereingreif- und Haltemittel,
wie etwa einem Kantengreifgerät
oder einem Vakuumanschluss, der es ihm [dem Stab] ermöglicht,
Wafer aufzunehmen, zu platzieren und zu transportieren von und zu
Kassetten und Verarbeitungsstationen, wo der Wafer einigen beliebigen
Prozesse, wie et wa Aufheizen oder Ausrichten unterzogen wird. Um
diese Aktionen auszuführen,
muss der Roboter eine genaue Kenntnis der R-, Θ- und Z-Positionen haben, bei
denen die Wafer an beiden Positionen aufzunehmen und zu platzieren sind.
Die bestimmte Ausführungsform
stellt ein Mittel bereit zum automatischen Bestimmen oder Kalibrieren
der verschiedenen erforderlichen Roboterpositionen ohne Eingreifen
eines Bedieners.
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Die
Steuereinheit weist einen Speicherabschnitt auf, dem die anfänglichen
Daten einschließlich
nominaler R-, Θ- und Z-Aufnahme-
und Ablegepositionen der Wafer in den Verarbeitungsstationen und
Kassetten des Systems eingegeben sind. Auch ist der Speicher der
Steuereinheit mit den vitalen Abmessungsmerkmalen bzw. -charakteristiken
des Roboters und der von dem Roboter bedienten Verarbeitungsstationen
und Kassetten ausgestattet. Die Steuereinheit ist mit einem Eingabe-/Ausgabesystem verbunden,
das Sensorsignale von dem Roboterarm, den Verarbeitungsstationen
und Kassetten ebenso wie von den Robotermotoren empfängt.
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Der
Roboter, der von einem kommerziell erhältlichen Typ sein kann, besteht
aus drei Motoren (R, Θ und
Z), einem Vakuum-Spulenventil, einem Vakuumvorhandenseinsensor oder
Randfesthaltemitteln, einem R-Achsen Zielsuchschalter sowie vorzugsweise
einem Lasersensor. Wenn sich der Z-Achsenmotor des Roboters bewegt, verschiebt
sich der gesamte Roboterarm entlang der Z-Achse (siehe 1).
Der Θ-Achsenmotor
bewirkt, dass der gesamte Arm sich um einen Punkt A in einer Kreis-
bzw. Winkel-Θ Richtung
dreht. Der R-Achsenmotor bewirkt, dass sich der Arm radial entlang
der R-Achse ausdehnt, so dass der Stab bzw. der Arm immer noch entlang
der Mittellinie des Roboters durch ei nen Punkt A ist, jedoch weiter
entfernt oder dichter an dem Punkt A.
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Die
Maschinensteuereinheit ist dazu programmiert, einen jeweiligen der
Motoren auf eine angewiesene bzw. befehligte Position zu bewegen,
und die Eingabe-/Ausgabedaten zu verarbeiten. Für die Motoren geben Kodiervorrichtungen
Rückmeldungssignale
an die Steuereinheit, um die derzeitige Position des Motors anzuzeigen.
Die Kodierdaten werden in der Speichereinheit der Steuereinheit
in regulären Intervallen
gespeichert. Basiert auf den aktuellen bzw. tatsächlichen Motorrückmeldungspositionen und
der gewünschten
Motorposition (d. h. der angewiesenen Motorposition), die durch
die Software in der Steuereinheit bestimmt wird, erzeugt eine Rückmeldungsschleife
innerhalb der Steuereinheit die Spannungsausgaben, die erforderlich
sind, um die Motoren zu ihren gewünschten Positionen zu bewegen.
Diese Spannungsausgaben werden über
die Verstärker
an die Motoren ausgesendet bzw. abgegeben. Weil die Motoren tatsächlich so
betrieben werden, dass der Strom an die Motoren verändert wird,
wandelt ein Verstärker
in der Steuereinheit die Spannungsausgabe in die entsprechenden
Stromausgaben um.
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Zusätzlich zu
den Motorbewegungen sammelt die Steuereinheit Eingabe-/Ausgabedaten
von dem Eingabe-/Ausgabesystem. In regelmäßigen Intervallen speichert
die Steuereinheit digitale Eingabepunktzustände (d. h. Ein- oder Ausgabesignale) von
dem Eingabe/Ausgabesystem in seinem eigenen Speicher und sendet
digitale Ausgabezustände
aus seinem Speicher an das Eingabe-/Ausgabesystem. Das Eingabe-/Ausgabesystem
sammelt die Eingabepunktzustände
eines jeweiligen der Eingabegeräte (beispielsweise
einen Vakuumanwesenheitssensor) und sendet die Ausgabepunktzustände an die
richtigen Ausgabegeräte
(beispielsweise das Vakuumspulenventil). Das Eingabe-/Ausgabesystem
koordiniert die Signalpfade, so dass die Gerätezustände direkt in die richtigen
Speicherpositionen in der Steuereinheit gehen.
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In
einem Autokalibrationssystem nach der bestimmten Ausführungsform
der Erfindung werden drei Arten von Sensoren benutzt. Die erste
ist ein Lasersensor mit Zwillingsstrahl, der auf der Rückseite des
Stabs bzw. Arms auf dem Roboterarm angebracht ist und der eine digitale
Ausgabe bereitstellt in Abhängigkeit
davon, ob der ausgestrahlte Laser [Strahl] von einem Objekt zurück reflektiert
wird und von dem Empfänger
gemessen wird. Folglich wird nur gemessen, ob ein Objekt vor dem
Sensor vorhanden ist, das den Laser [Strahl] zu dem Sensor zurück reflektieren
kann, und er [der Sensor] weist einen optimalen Abtastabstand mit
einem bestimmten begrenzten Betriebsbereich auf.
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Die
zweite Art Sensor ist ein Durchstrahlungssensor, der an den Prozessstationen
benutzt wird. Wie der Lasersensor auf den Roboter weist auch dieser
Sensor ein Paar von Sende-/Empfänger-Komponenten
auf, das vertikal in einer Verarbeitungsstation ausgerichtet ist
und eine digitale Ausgabe bereitstellt in Abhängigkeit davon, ob der Empfänger das
Infrarot LED-Signal von dem Sender misst. Folglich erkennt dieser
Sensor, ob ein Objekt, wie etwa die Roboterstange, horizontal zwischen
den Sender-/Empfängerstrahlen
bewegt wird.
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Der
dritte Sensortyp ist ein reflektierender LED-Sensor, der ähnlich zu
den Durchstrahlungssensor ist, außer dass sein Sender und Empfänger in derselben
Einheit enthalten sind (siehe 10). Dieser
Sensor kann bestimmen, ob vor ihm ein Objekt angeordnet wird, indem
er das reflektierte Lichtsignal detektiert. Ein derartiger Sensor
ist an den Kassetten bereitgestellt, um den endgültigen R-Wert des Roboters zum Berühren eines
Wafers in der Kassette zu bestimmen.
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Ein
typischer Autokalibrationsvorgang für eine Verarbeitungsstation
nach einer bestimmten Ausführungsform
des ersten oder zweiten Verfahrens der Erfindung wie oben beschrieben
wird im breitesten Sinne wie folgt ausgeführt:
Wenn die Steuereinheit
richtig programmiert ist, einschließlich den Angaben für die nominalen
R-, Θ-
und Z-Positionen
aller Stationen und Kassetten, muss der Bediener nur einen „Start"-Knopf drücken. Die
Steuereinheit befiehlt zunächst
dem Roboter, sich in eine Position zu bewegen, wo der Sensorlaser
des Roboters eine grobe Abtastung bzw. Scan in der Z-Richtung für die vertikale
Referenzebene an der Prozessstation ausführen kann. Folglich wird der
Roboter basiert auf Rnom, Θnom und Zoom zu einer anfänglichen oder nominalen Kalibrationsposition
bewegt. Der Stab wird zuerst in seine umgekehrte Θ-Position
gedreht, so dass sein Sensor der beabsichtigten Verarbeitungsstation
gegenüberliegt.
Der Roboter mit dem Stab bzw. dem Arm wird in eine negative Z-Position bewegt,
bis der Laser eingeschaltet wird, um eine grobe Z-Position zu definieren.
Die Steuereinheit befiehlt dann dem Roboter, die Θ-Kalibration
unter Benutzung des an der Prozessstation oder der Kassette angeordneten,
vertikal orientierten Sensors auszuführen. Der Roboter wird in eine
anfängliche
Kalibrationsposition bewegt, basiert auf Rnom, Θnom und Zgrob. Der
Roboter wird in eine positive Θ-Richtung
bewegt, bis der Sensor eingeschaltet wird und misst eine Θ1-Position. Der Roboter wird dann in einer
negativen Θ- Richtung bewegt,
wo ein anderer Sensor eingeschaltet wird, um eine zweite Θ2-Position anzuzeigen. Die Θ1- und Θ2-Positionen stellen gegenüberliegende
Seitenränder
des Stabs dar. Die kalibrierte Θkal-Position wird nun berechnet, in dem Θ1- und Θ2-Werte durch 2 dividiert werden.
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Die
Steuereinheit befiehlt nun dem Roboter, mit der R-Kalibration fortzufahren,
indem er sich in eine anfängliche
Kalibrationsposition bewegt basiert auf Rnom, Θkal und Zgrob. Der
Roboterarm wird in der R-Richtung bewegt, bis der Sensor der Verarbeitungsstation
aktiviert ist, um die gemessene R-Position festzulegen. Nun wird
die endgültige
Z-Kalibration ausgeführt,
wenn die Steuereinheit den Roboter zu einer anfänglichen Kalibrationsposition
basiert auf Rkal, Θkal und
Zgrob bewegt. Hier wird der Roboter wiederum
in der negativen Z-Richtung bewegt, wobei der Stab umgekehrt ist
und sein Sensor der vertikalen Ebene der Verarbeitungsstationen
oder Kassettenöffnungen
in seinem optimalen Abtastabstand gegenüberliegt. Wenn der Rand der Öffnung angetroffen
wird, wird der Sensor des Stabs dazu veranlasst, die gemessene Z-Position
festzulegen.
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Die
Steuereinheit kann so programmiert werden, dass eine große Anzahl
von innerhalb einer Reichweite oder einem Umfang des angeschlossenen
Roboters angeordneten Kassetten oder Verarbeitungsstationen aufzunehmen.
Für eine
jeweilige Station oder Kassette kann eine genaue Bewegung des Roboterarms
gesteuert werden, so dass ein Berühren, Tragen und Transport
des beabsichtigten Halbleiterwafers mit Zuverlässigkeit und maximaler Effizienz
ausgeführt
werden kann.
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In
dem vorgenannten Vorgang kann der Lasersensor auf dem drehbaren
Stab bzw. Arm des Roboters auch zum Abbilden einer Kassette benutzt werden,
um eine Angabe bezüglich
des Vorhandenseins eines Wafers in der Kassette bereitzustellen.
In Waferbearbeitungssystemen, wo diese Abbildungsfunktion nicht
erforderlich ist, kann ein Roboter ohne den Stabsensor in einer
modifizierten Form der Erfindung benutzt werden. Hier wird ein zusätzlicher Sensor
mit horizontalem Strahl in der Öffnung
einer jeweiligen Verarbeitungsstation bereitgestellt, um zu ermöglichen,
dass die Z-Position des Roboters kalibriert wird.
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Andere
Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden
ausführlichen
Beschreibung von dargestellten Ausführungsformen zusammen mit den
beigefügten
Zeichnungen offensichtlich, wobei für die Zeichnungen gilt:
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Ansicht eines Waferbearbeitungsrobotersystems,
das eine Autokalibration gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung bereitstellt.
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2 ist
eine perspektivische, fragmentarische Ansicht des Roboters für das System
der 1.
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2A ist
ein Grundriss des den Wafer berührenden
Stabs für
den Roboter der 2.
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2B ist
eine Seitenansicht in Aufsicht des Roboterstabs der 2.
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3 ist
eine perspektivische, fragmentarische Ansicht des Roboters der 2 und
einer Verarbeitungsstation, wie diese während eines vorläufigen Messschritts
vor dem Eintreten in die Verarbeitungsstation mit dessen Stab in
umgekehrter Position erscheint.
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3A ist
ein Grundriss einer typischen Verarbeitungsstation wie in 3 gezeigt.
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3B ist
eine Seitenansicht in Aufsicht der Verarbeitungsstation der 3A.
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4 ist
eine Ansicht, die perspektivisch vergleichbar zur 3 ist
und zeigt den Roboterarm bzw. die Roboterstange, die sich teilweise
innerhalb der Verarbeitungsstation erstreckt.
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4A ist
eine perspektivische Ansicht, die eine alternative Ausführungsform
der Erfindung mit einer geänderten
Sensoranordnung zeigt.
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5 ist
eine Ansicht, die perspektivisch vergleichbar zur 4 ist,
die den Roboterarm bzw. die Roboterstange vollständig innerhalb der Verarbeitungsstation
und in Kontakt mit einem Wafer darin zeigt.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht eines typischen Kassettenhalters für Halbleiterwafer.
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6A ist
eine teilweise verkleinerte horizontale, ebene Ansicht des Kassettenhalters
der 6.
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7 ist
eine perspektivische Ansicht, die den Roboter der 2 zeigt,
so wie dieser erscheint, wenn sein Stab erweitert bzw. ausgefahren
in Kontakt mit einem Wafer innerhalb des Kassettenhalters der 6 ist.
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8 ist
eine vergrößerte perspektivische Ansicht
des Sensors, der auf dem Roboterstab montiert ist.
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9 ist
eine vergrößerte Explosionsansicht des Übertrager-
und Empfängerelements
eines Durchstrahl-Sensors, der in der Verarbeitungsstation benutzt
wird.
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10 ist
eine vergrößerte, perspektivische Ansicht
eines Sensors, der in der in 6 gezeigten Kassette
benutzt wird.
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11A und 11B bilden
ein Ablaufdiagramm, das die funktionalen Schritte zum Ausführen der
Autokalibration des in 1 gezeigten Roboters nach der
Erfindung zeigt.
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Ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen
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Mit
Verweis auf die Zeichnungen zeigt 1 schematisch
eine Bearbeitungsvorrichtung 20 für Halbleiterwafer, die einen
Roboter 22 umfasst, der ein Autokalibrationssystem benutzt,
das die Prinzipien der vorliegenden Erfindung ausführt. Der
Roboter ist mit einer Maschinensteuereinheit 24, einem
Motorverstärker 26 und
einer Eingabe-/Ausgabekomponente 28 elektrisch
verbunden. Nach der Erfindung wird der Roboter automatisch gesteuert,
um genaue Positionen zu lokalisieren und sich dahin zu bewegen,
was es ihm ermöglicht,
Wafer aus einer oder mehreren Speichervorrichtungen, wie etwa einem Fach
oder einem Kassettenstand 30 sowie zu und aus einem oder
mehreren Verar beitungsstationen 32 zu entfernen oder zu
ersetzen. Wie gezeigt, liefern elektrische Verbindungen von einer
Kassette und von einer Verarbeitungsstation Sensorsignale an die
Eingabe-/Ausgabekomponente 28. Die oben genannten Halbleiterwafer
werden in der Zeichnung durch das Referenzzeichen 25 bezeichnet
und können
jegliche Form von Halbleiterwafern mit gleichförmiger Dicke und Durchmesser
sein.
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Der
Roboter 22 weist drei Bewegungsgrade in der radialen (R),
der Kreis- bzw. Winkel- oder der Theta-(Θ) und vertikalen Richtung auf.
Allgemein umfasst er einen Basisträger 34, von dem ein
angelenkter Roboterarm 36 auskragt. Letzterer besteht aus
einem ersten Roboterarmabschnitt 38, an dessen Ende ein
zweiter drehbar verbundener äußerer Armabschnitt 40 befestigt
ist. Drehbar befestigt an dem äußeren Armabschnitt 40 ist
ein Stab bzw. ein Arm 42, dessen äußeres Ende allgemein Y-förmig mit beabstandeten
getrennten Fingern 43 ist. Vakuumanschlüsse (nicht gezeigt) sind an
dem Stab bereitgestellt, die es ihm ermöglichen, einen Wafer festzuhalten,
um den Wafer von einer Kassette zu einer Verarbeitungsstation und
umgekehrt aufzunehmen und zu transportieren. Innerhalb des Basisträgers des
Roboters sind drei Motoren (nicht gezeigt), die die Bewegung des
Stabs bzw. Arms 42 in den drei Achsen (R, Θ und Z)
steuern. Einzelheiten der Antriebsverbindungen für diese Motoren werden nicht gezeigt,
weil sie für
den Fachmann auf dem technischen Gebiet wohl bekannt sind. Der Roboter 23 ist von
einem Typ, der kommerziell verfügbar
ist, und weist auch ein Vakuum-Spulenventil,
einen Vakuumanwesenheitssensor und einen R-Achsen Zielsuchschalter auf. Wenn sich
der Z-Achsenmotor des Roboters bewegt, verschiebt sich der gesamte
Roboterarm 36 vertikal entlang der Z-Achse. Der Θ-Achsenmotor
bewirkt, dass sich der Arm 36 drehend um die Z-Achse be wegt,
und der R-Motor bewirkt, dass sich der Stab bzw. Arm 42 entlang
der sich radial von einem Punkt auf der Mittellinie des Roboters
erstreckenden R-Achse bewegt.
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Eine
ausführlichere
Ansicht des Roboters 22 und seines Arms bzw. Stabs 42 ist
in 2 gezeigt. Der Punkt A, der auf der Z-Achse des
Roboters ist, und ein Punkt B, der auf der Drehachse des zweiten Arms 40 und
des Stabs 42 ist, bilden die R-Achse. Montiert auf dem
rückwärtigen Ende
des Stabs mittels eines Festhalters 45 ist ein Lasersensor 44,
der vorzugsweise vom reflektierenden Typ mit einem Zwillingsstrahl
ist. Die gezeigte Ausführungsform (siehe 8)
weist zwei beabstandete, getrennte Laseremitter 46 und
zwei Lasersensorempfängerelemente 48 auf,
und er stellt eine digitale Ausgabe immer dann bereit, wenn ein
reflektierter Laser[strahl] an einem Empfängerelement gemessen wird.
Folglich wird dieser Laser 44 nur ein Ausgangssignal erzeugen,
wenn ein Objekt vor dem Sensor vorhanden ist, das den Laser[strahl]
zurück
zu dem Sensor reflektieren kann. Dieser Lasersensor weist einen
optimalen Abtastabstand d11 (siehe 8)
mit einem begrenzten Betriebsbereich auf.
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Wie
in 2A gezeigt, ist der Punkt B auf einer longitudinalen
bzw. Längsachsenmittellinie 50 des
Stabs bzw. Arms angeordnet. Ebenfalls auf dieser Mittellinie sind
ein Punkt C am äußeren Rand
des Sensors 44, ein Punkt D, der auf dem Rand des Stabs
bzw. Arms zwischen den Stabfingern 43 ist, und ein Punkt
E, der die optimale Waferaufnahmemitte ist, ebenfalls zwischen den
Stabfingern. Wie gezeigt, ist der Abstand zwischen den Punkten C
und E eine wichtige Abmessung in der Autokalibrationsprozedur und
ist in dem Speicher der Steuereinheit 24 gespeichert. Auch
sind die gegenüberliegenden
Seitenränder
des Stabs bzw. Arms 42 die Punkte F und G, die in den Θ-Positionsmessungen
benutzt werden.
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Wie
in 2B gezeigt, ist eine andere wichtige Abmessung,
die in dem Speicher der Steuereinheit gespeichert ist, der Versatz
des Lasers zu dem Stab bzw. Arm (LWoff)
oder d13. Dies ist der Abstand zwischen
der oberseitigen Waferberührungsebene 52 des
Stabs und der Ebene 54 des Laseremitters in dem Sensor 44.
Die oberseitige Waferebene 52 ist in der gleichen Ebene
liegend wie der obere Rand des Strahls aus den Laseremittern.
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Mit
Verweis nun auf 3 ist der Stab bzw. Arm 42,
wie gezeigt, auf dem Ende des äußeren Arms 40 und
in seiner umgekehrten 180°-Position drehbar
montiert. In dieser Position kann der Sensor 44 einer Verarbeitungsstation 32 gegenüberliegen, wenn
er seinen Abtastvorgang beginnt, was weiter unten beschrieben werden
wird. Die Verarbeitungsstation, wie gezeigt, ist repräsentativ
für verschiedene
Typen und Formen, die in verschiedenen Halbleiterverarbeitungsschritten
benutzt werden, und weist allgemein einen Rahmen 56 auf,
der eine vorderseitige Öffnung 58 ausbildet,
deren äußere Oberfläche 60 in
einer vertikalen Referenzebene 61 ist. Der Rahmen 56 weist
einen oberen äußeren Rand 62 sowie obere
und untere innere Ränder 64 und 66 der Öffnung 58 auf.
Der Abstand d5 zwischen den Rändern 62 und 64 und
der Abstand d6 zwischen den Rändern 64 und 66 ist
ebenfalls in dem Speicher der Steuereinheit gespeichert. Befestigt
an dem Basiselement 59 sind drei beabstandete Wafer-Tragebolzen 65 von gleicher
Höhe, die
so angeordnet sind, dass sie einen Wafer über der Oberfläche 63 halten,
während
er verarbeitet wird. Der Rahmen ist an einem horizontalen Basiselement 59 mit
einer horizontalen, ebenen, oberen Oberfläche 63 befestigt.
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In
dieser Ausführungsform
ist die Verarbeitungsstation 32 mit einem Lasersensor 68,
der in dem die Öffnung 58 umringenden
Rahmen 56 montiert ist, versehen. Dieser Sensor ist ein
Sensor vom Durchstrahltyp, von dem in 9 gezeigten
Typ, und umfasst ein Emitterelement 70 im oberen Rahmenbereich,
das einen Laserstrahl zu einem vertikal ausgerichteten Empfängerelement 72 in
den unteren Rahmenbereich überträgt. Wenn
der Strahl zwischen diesen beiden Elementen blockiert wird, wird
ein Sensorsignal erzeugt. Ein Mittelpunkt 74 der Verarbeitungsstation 32,
wie in 3A gezeigt, bezeichnet die gewünschte Mitte
des Wafers, der innerhalb der Verarbeitungsstation platziert ist.
Der Abstand von dem Mittelpunkt 74 zu den Sensorelementen 70 und 72 ist
mit d9 bezeichnet. Ein kürzerer Abstand, der als d10 bezeichnet ist, erstreckt sich von dem
Sensor 68 zu der äußeren Oberfläche oder
Referenzebene 61 der Verarbeitungsstation 32.
Die Werte für
d9 und d10 sind
ebenfalls im Speicher der Steuereinheit gespeichert.
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Wie
in 3B gezeigt, ist die gewünschte Aufnahmehöhe des Wafers,
gezeigt durch die horizontale Linie 76, ein Abstand d7 oberhalb der horizontalen Ebene des Basiselements 59 der
Verarbeitungsstation, die durch die Bolzen 65 bereitgestellt ist.
Dieser d7-Wert ist ebenfalls im Computerspeicher gespeichert
und wird später
zum Bestimmen der endgültigen
Z-Position für
den Stab 42 benutzt.
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Eine
typische einen Wafer haltende Kassette 10 ist in 6 gezeigt
und umfasst im Wesentlichen ein Gehäuse 78 mit einer offenen
Front und einer Serie von gekrümmten
inneren Furchen bzw. Nuten 80, die dazwischen Schlitze zum
Halten von kreisförmigen
Wafern ausbilden. Das Gehäuse
ist in einer Basis 82 befestigt, wobei ein vorderes Element 84,
das einen an einem Mittelpunkt des vorderen Elements 84 angeordneten
Sensor 86 trägt.
Der Sensor 86 ist vorzugsweise vom reflektierenden LED-Typ,
wie in 10 gezeigt. Dieser Sensor wird
wie der Durchstrahlungssensor betrieben, außer dass die Sender- und Empfängerelemente 88 und 90 in
der gleichen Einheit enthalten sind und in Benutzung können sie bestimmen,
ob ein Objekt vor diesen platziert wird, indem sie das reflektierte
Lichtsignal detektieren. Wie bei den anderen Sensoren stellt der
Sensor 86 Signale bereit für die Eingabe-/Ausgabeeinheit 28,
die an die Steuereinheit 24 angeschlossen ist. Der Sensor
ist in gleicher Ebene ausgerichtet mit der oberen Oberfläche 85 des
vorderen Elements und ist vertikal nach oben ausgerichtet. Wie in 6 angezeigt,
erstreckt sich ein Abstand d4 über der
oberen Oberfläche 85 des
vorderen Elements 84 und dem Sensor 86 bis zu
der Ebene, die als eine gepunktete Linie 92 gezeigt wird,
eines Wafers, der in dem untersten Schlitz 80 der Kassette 30 angeordnet
bzw. platziert werden kann. Der Abstand d4 ebenso
wie der Abstand der Schlitze oberhalb des Sensors sind im Speicher
der Steuereinheit gespeichert. Wie in 6A schematisch
gezeigt, ist der Sensor 86 im vorderen Element 84 von
dessen äußerem Rand
um einen Abstand d12 nach innen beabstandet.
Ebenso wird der Abstand von dem Sensor 86 zu der nominalen
Mittellinie des in der Kassette 30 zu speichernden Wafers
als d8 bezeichnet. Diese Abstände d8 und d12 sind ebenfalls
im Speicher der Steuereinheit gespeichert, wie vorhergehend für andere
Abmessungen beschrieben.
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Der Autokalibrationsvorgang
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Beim
anfänglichen
Hochfahren des Systems initiiert der Bediener einen Zielsuchvorgang,
bei dem ein jeweiliger der Robotermotoren zu einer Begrenzung bewegt
wird, um die Nullposition des Motors festzulegen. Dieser Vorgang
ist durch die Software in der Steuereinheit vordefiniert. Die Z-Achse
wird von der Steuereinheit angewiesen, sich in der negativen Richtung
zu bewegen, bis eine harte mechanische Begrenzung erreicht wird.
Die Position, wo die Begrenzung erreicht wird (d. h. der Motor wird
sich nicht länger
in der negativen Richtung bewegen), wird durch die Steuereinheit
als die Nullposition für
den Z-Achsenmotor definiert. Auf der R-Achse wird der R-Achsen Zielsuchschalter
benutzt, um die Begrenzung zu definieren. Dieser Zielsuchschalter
ist mechanisch innerhalb des Roboters angeordnet, so dass wenn der
R-Achsenmotor an einer bestimmten mechanischen Position vorbeiläuft, der
Zustand des R-Achsenausgangspositionsschalters sich von „an" auf „aus" verändert. Das
Signal wird über
das Eingabe-/Ausgabe-System 28 an
die Steuereinheit 24 gesendet. Die Steuereinheit bewegt
die R-Achse bis die Zustandsänderung
des Zielsuchschalters erkannt wird. Wenn der Zustand sich ändert, erfasst
die Steuereinheit die Position und definiert die Position als einen
bestimmten vordefinierten Versatz in Bezug auf Null. Null auf der
R-Achse ist definiert als die Position, wo der Abstand von A nach
B Null ist (siehe 2). Die Nullposition der Theta-Achse
ist in Bezug auf eine mechanische harte Begrenzung in der gleichen
Weise wie für
die Z-Achse definiert.
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Nachdem
der Hochfahrvorgang abgeschlossen ist, kann der Bediener den Autokalibrationsvorgang
initiieren. Die Software zum Ausführen dieses Vorgangs ist wiederum
be reits in der Steuereinheit 24 enthalten. Der Bediener
muss nur einen „Start"-Knopf drücken.
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Die
Vorgänge
zum Kalibrieren der R-, Θ-
und Z-Positionen des Wafers in der Kassette 30 und der Verarbeitungsstation 32 sind
mit Ausnahme des benutzten Sensors vergleichbar. Die genaue Art
des Sensors ist nicht kritisch, nur dass er in der Lage sein muss,
zu erkennen, ob ein Objekt vor diesem angeordnet ist. Vor dem Starten
des Autokalibrationsvorgangs müssen
nominale oder grobe R-, Θ-
und Z-Näherungspositionen
zum Aufnehmen und Ablegen von Wafern in Verarbeitungsstationen und
Kassetten bekannt sein. Diese Werte werden bereits im Speicher der
Steuereinheit enthalten sein. Eine relativ lose bzw. breite Toleranz
(beispielsweise plus oder minus 0,5 Inch) ist für diese nominalen Werte zulässig. Der Autokalibrationsvorgang
für die
Verarbeitungsstation 32 wird als erstes beschrieben.
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Auf
der Grundlage der bekannten nominalen Positionen der Stationen befiehlt
die programmierte Steuereinheit 24 dem Roboter zuerst,
sich in eine Position zu bewegen, wo der Lasersensor 44 des
Roboters eine grobe Abtastung in Z-Richtung der vertikalen Referenzebene 61 an
der Station ausführen
kann (siehe 3). Weil diese anfängliche
Abtastung innerhalb des Betriebsbereichs des Lasers sein wird, jedoch
nicht notwendigerweise im optimalen Abtastabstand, wird sie nur
als eine grobe Z-Kalibration der Station benutzt. Weil der Lasersensor 44 auf
der Rückseite
des Stabs 40 ist, muss der Roboterstab in der Station umgedreht
sein, um den Laser zu benutzen. Daher wird die Θ-Position (Θinit),
die durch die Steuereinheit 24 befohlen wird, zunächst um
180° versetzt
in Bezug auf das no minale (Θnom), und der Stab bzw. Arm 42 wird,
wie gezeigt, in die Position Θinit = Θnom + 180° gedreht.
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Die
anfängliche
R-Position (Rinit) für den Stab während der
groben Z-Abtastung wird von der Steuereinheit 24 auf der
Grundlage der bekannten Geometrie der Station 32, den Abmessungen
des Roboterarms und der nominalen R-Position (Rnom)
berechnet. Die anfängliche
R-Position (Rinit) ist auf die nominale
R(Rnom)-Position bezogen durch die folgende Gleichung
unter Benutzung der in den 2A und 3A gezeigten
Abmessungen: (Rnom +
d2 + d4 – d9 – d10) – (d1 + d11)
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Hierin
ist Rnom grob gesagt die Position, wo der
Punkt E (2A) des Stabs mit der Mittelposition 74 (3A)
des Wafers in der Station 32 übereinstimmen wird (unter Annahme,
dass die nominale Theta (Θ)-Position
benutzt wird). Rnom + d2 +
d3 ist folglich die Position, wo der Punkt
B an der gleichen Position ist. Rnom + d2 + d3 – d9 – d10 ist dann die Position, wo B die über dem
Rand der Referenzebene liegt. Wenn dieser Ausdruck vernachlässigt wird,
ist der Punkt B wiederum über
dem Rand der Referenzebene, wenn der Winkel Theta, wie oben erwähnt, um
180° in
Bezug auf das nominale Theta versetzt ist. In dem nun d1 +
d11 (der optimale Abtastabstand, 8)
subtrahiert wird, wird der Punkt C auf dem Laser näherungsweise
in den optimalen Abtastabstand von der Referenzebene 61 gebracht,
noch unter Vorbehalt von Fehlern in der nominalen Position.
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Die
anfänglich
befohlene Z-Position (Zinit) ist von dem
nominalen Z (Znom) um einen ausreichenden Sicherheitsabstand
versetzt, um den oberen oder oberseitigen Rand 62 des Rahmens 56 in
der Referenzebene frei zu haben: Zinit =
Znom+ d6 + d5 + (Fehlertherm)
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Das
nominale Z ist die angenäherte
Aufnahmeposition eines Wafers innerhalb der Verarbeitungsstation 32,
so dass das Addieren der Abstände d6 und d5 (3)
zusammen mit einem kleinen Fehlertherm den Roboter sicher oberhalb
des Rahmens 56 der Prozessstation platziert.
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Wenn
einmal die anfängliche
Abtastposition erreicht ist, befehligt die Steuereinheit 24 den
Roboter 34, den Arm abwärts
in der Z-Richtung zu bewegen bis die Steuereinheit detektiert, dass
der Lasereingangszustand sich auf „ein" umgewandelt hat. Dies zeigt an, dass
der obere Rand 62 des Rahmens 56 von dem Laser
detektiert worden ist. Wenn dies eintritt, nimmt die Steuereinheit
unmittelbar die Z-Position (Zmess) auf.
Die grobe Z(Zgrob)-Kalibration wird dann
von der Steuereinheit wie folgt berechnet: Zgrob = Zmess – d5 – (d6/2)
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Diese
grobe Z-Kalibration definiert die Z-Position sicher, wo der Stab 42 in
die Schlitzöffnung 58 für die unten
beschriebene R- und Θ-Kalibration
platziert werden kann.
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Um
die R- und Θ-Kalibration
auszuführen, weist
die Steuereinheit den Roboter 34 an, sich zu der groben
Z-Kalibrationsposition und zu der nominalen R- und Θ-Position
zu bewegen, so dass der Stab innerhalb der Öffnung 58 der Verarbeitungsstation sein
wird (siehe 4). Der vertikale Durchstrahlungssensor 68 ist
in einem bekannten radialen Abstand (d9)
von der gewünschten
Mittenposition 74 eines in der Station anzuordnenden Wafers
und ist in der gleichen Θ-Position
wie der gewünschte
Mittelpunkt des Wafers. Wenn der Stab 42 in dem Schlitz 58 platziert
wird, wird der vertikale Sensor 68 anfänglich blockiert und die Steuereinheit
liest anfänglich, dass
der Sensor „aus" ist.
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Die
Steuereinheit 24 weist den Roboterarm 42 dann
an, sich in der positiven Θ-Richtung
zu bewegen, bis die Steuereinheit 24 liest, dass der Sensorzustand
sich auf „an" umgewandelt hat
und der Stab außerhalb
des Sensors 68 ist. Die Steuereinheit nimmt diese Θ-Position
(Θ1) unmittelbar als die Position des Punkts
F in 2A auf und stoppt den Roboter. Der Roboter wird
dann angewiesen, sich in der negativen Θ-Richtung zu bewegen, bis die
Steuereinheit 24 liest, dass der Sensor 68 sich
zuerst auf „aus" umwandelt, was bedeutet,
dass der Arm 42 wiederum in dem Sensorstrahl ist, und sich
dann auf „ein" umwandelt, was bedeutet,
dass der Stab den Sensorstrahl auf der anderen Seite des Stabs beim Punkt
G freigegeben hat. Die Steuereinheit speichert wiederum die neue Θ-Position (Θ2) in der Position Sensor „an" als die Position
des Punkts G (2A). Die Steuereinheit mittelt
dann die beiden Positionen (Θ1 und Θ2), um die kalibrierte Θ-Position zu definieren, wo der Sensor
in der Mitte des Stabs ist, und daher ist die kalibrierte Θ-Position
(Θkal) des Wafers in der Station Θkal = (Θ1 + Θ2)/2.
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Nachdem
die Θ-Kalibration
abgeschlossen ist, kann nun die R-Position kalibriert werden. Mit dem
Stab 42 immer noch in dem Schlitz weist die Steuereinheit 24 den
Roboter 34 an, den Stab 42 zu der Θkal Position zu bewegen, so dass der vertikale Sensor 68 wiederum
blockiert ist und entlang der Mittellinie des Stabs angeordnet ist.
Die Steu ereinheit zieht die Roboter R-Achse zurück, bis der Sensor 68 sich
auf ein verändert
und der Stab den Sensor wiederum freigibt. Die Steuereinheit stoppt
die Achse und nimmt die R-Position (Rmess)
als die Position des Punkts D (2A) auf,
wenn die Änderung
des Sensorzustands auftritt. Die kalibrierte R-Position (Rkal) ist dann gegeben durch: Rkal = Rmess + d9 – d3
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Hier
platziert das Addieren von d9 (3A) zu
der gemessenen Position den Punkt D auf die gewünschte Mittenposition 74 des
Wafers, und das Subtrahieren von d3 platziert
den Punkt E, den Punkt auf dem Stab, wo der Mittelpunkt des Wafers
sitzen sollte, auf die gewünschte
Mittenposition des Wafers.
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Die
abschließende
Messung bei der Verarbeitungsstation benutzt den Roboterlaser, um
die abschließende
Z-Kalibration auszuführen.
Wie während der
groben Z-Kalibration beschrieben, weist die Steuereinheit 24 den
Roboter 34 an, sich so zu bewegen, dass der Lasersensor 44 wiederum
der vertikalen Referenzebene gegenüberliegt, wie in 3 gezeigt, wobei
nun die kalibrierte Position für
R und Θ in
den Berechnungen benutzt wird. Für
die Z-Achse wird die grobe Kalibrationsposition benutzt, so dass
der Lasersensor 44 innerhalb der Schlitzöffnung 58 gegenüberliegt.
Das Sensorangesicht ist nun durch die Steuereinheit so positioniert,
dass sie genau den optimalen Abtastabstand von der Referenzebene 61 an der
Vorderseite der Verarbeitungsstation 32 aufweist, weil
die R-Position kalibriert worden ist. Die Steuereinheit bewegt den
Roboterarm in der Z-Richtung, bis der untere Rand 65 des
Schlitzes 58 von dem Stabsensor erkannt bzw. detektiert wird.
Die Z-Position (Zmess), bei der der Laser
den unteren Rand 66 detektiert, wird von der Steuereinheit
aufgezeichnet. Die kalibrierte Z-Position ist dann Zkal = Zmess + d7 + d13(Laser-/Stabversatz)
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Hier
platziert das Addieren von d7 (3B) den
Abstand zwischen dem Wafer und der Oberfläche 63 der Verarbeitungsstation
den Laser auf die gewünschte
Aufnahmehöhe
des Wafers, und das Addieren von d13, dem
Laser-/Stabversatz
(siehe 2B), platziert den Stab dann
auf der genauen Aufnahme- oder Platzierungshöhe für einen Wafer innerhalb der
Verarbeitungsstation, wie in 5 gezeigt.
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Der
in den 6 und 6A gezeigte Vorgang zum Messen
der Waferpositionen in der Kassette 30 ist sehr ähnlich wie
derjenige, der für
die Verarbeitungsstation 32 benutzt wird, mit den Ausnahmen,
dass ein reflektierter LED-Sensor 86 anstelle des Durchstrahlungssensors 68 benutzt
wird, und die in den Berechnungen benutzten Konstanten ein wenig
verschieden sind. Wie zuvor sind die bekannten R-, Θ- und Z-Aufnahme-
und Ablegepositionen des Wafers in der Kassette bekannt und im Speicher
der Steuereinheit gespeichert.
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Die
vertikale Referenzebene, die von der äußeren Oberfläche des
Vorderseitenelements 84 ausgebildet wird, wird beim Kalibrieren
des Roboters für die
Kassette 30, die auf einem geeigneten Kassettenhalter montiert
ist, benutzt (siehe 6). Die anfängliche Abtastung des Sensors 44 in
der Z-Richtung misst grob die Z-Position des oberen Rands 85 dieser
Ebene. Die Startpositionen für
diese Abtastung (Rinit, Θinit und
Zinit) beruhen auf den geo metrischen Parametern,
den nominalen R-, Θ-
und Z-Positionen (Rnom, Θnom und Znom,) des
niedrigsten Wafers, und einen gewissen Sicherheitsfehlertherm, um
sicherzustellen, dass der Sensor 44 anfänglich positioniert ist, und
oberhalb der Referenzoberfläche 85 losstartet. Θinit = Θnom + 180° Rinit = –(Rnom + d2 + d3 – d8 – d12) – (d1 + d11) Zinit = Znom,
1 + (Fehlertherm)
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Aufgrund
der anfänglichen
Z-Messung (Zmess) geschehen die R- und Θ-Kalibration,
indem der Stab 42 gerade über dem reflektierten Sensor 86 in
der Position Zgrob angeordnet wird. Zgrob = Zmess +
(kleiner Versatz)
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Wenn
der Stab 42 über
dem reflektierten Sensor 86 bewegt wird, wird die Position,
wo der Sensor sich „an" und „aus" schaltet, in der
gleichen Weise benutzt, wie oben für den Durchstrahlungssensor 96 beschrieben.
Die Kalibrationsgleichungen sind nun: Θkal = (Θ1 + Θ2)/2 Rkal =
Rmess + d8 – d3
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Nachdem
die R- und Θ-Kalibration
abgeschlossen ist, geschieht nun wiederum die Z-Kalibration, wobei
der Lasersensor 44 in dem optimalen Abtastabstand und gerade
oberhalb des Referenzrandes 85 bei Zgrob ist.
Die gemessene Randposition und die anderen Parameter bestimmen die
Kalibrationsposition des untersten Wafers, wie in 6 gezeigt: Zkal = Zmess +
d4 + Laser-/Stabversatz(d13)
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Die
R- und Θ-Positionen
von allen Wafern in der Kassette sind die gleichen, und die Z-Positionen sind
vielfache des Waferabstands vom untersten Wafer. Folglich kann der
Roboter leicht so programmiert werden, dass Wafer in jedem beliebigen
oder allen der Kassettenschlitze 80 entfernt oder angeordnet werden,
wie in 7 gezeigt.
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In
11 wird
ein Ablaufdiagramm bereitgestellt, das die aufeinanderfolgenden
Schritte des automatischen Kalibrationssystems nach der vorliegenden
Erfindung darlegt. Unter Benutzung von Vorgängen aus dem Stand der Technik
kann die Maschinensteuereinheit
24 leicht dazu programmiert
werden, die vorgenannten Schritte auszuführen. Die Steuereinheit selbst
kann von jedem geeigneten Typ sein, wie etwa dem in
US Patent Nr. 4,639,884 und Nr.
5,062,064 .
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Wie
in den 1 bis 4 gezeigt, ist der Roboter 34 mit
einem Sensor 44 auf seinem Stab 42 versehen, um
ein Mittel zum Bestimmen der Z-Position an einer jeweiligen Verarbeitungsstation 32 in
der beschriebenen Weise bereitzustellen. Wenn eine Abbildungsfunktion
für den
Roboter nicht erforderlich ist, kann ein modifizierter und weniger
aufwändiger Roboter
benutzt werden, was derselbe wie der Roboter 34 sein kann,
jedoch auf seinem Stab bzw. Wandsegment keinen Sensor 44 aufweist.
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In 4A wird
eine zweite Ausführungsform eines
Roboters 34A gezeigt, die zusammen mit einer Verarbeitungsstation 32A benutzt
wird, die einen Lasersensor 69 vom Typ mit horizontalem
Durchstrahl, welcher Sensor in einem die Öffnung 58A der Verarbeitungsstation
umringenden Rahmen 56A aufweist. Dieser Sensor 69 umfasst
ein Emitterelement 94, das einen Strahl horizontal über die Öffnung 58A zu
einem ausgerichteten Empfängerelement 96 überträgt. Wenn
der Strahl zwischen diesen zwei Elementen blockiert wird, wird ein
Sensorsignal erzeugt und der Steuereinheit 24 zugeführt. In
der Verarbeitungsstation 32A, wie sie typischerweise in 4A gezeigt wird,
ist der horizontale Durchstrahlungssensor 69 mit seinen
Elementen an gegenüberliegenden
Enden einer rechteckförmigen Öffnung 58A bereitgestellt.
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Hier
ermöglicht
der horizontale Sensor 69 dem Roboter 34A, die
genaue Z-Position mit diesen alternativen Verfahren in der folgenden
Weise zu bestimmen: eine grobe Z-Positionskalibrierung
ist nicht erforderlich, weil die nominale Z-Position, die in dem Speicher
der Steuereinheit gespeichert ist, ausreichend genau gemacht ist,
um die Θ-
und R-Kalibrationen auszuführen.
Folglich können
mit dem in dem vertikalen Durchstrahlungssensor positionierten Roboterarm
bzw. Roboterstab 42A die Θ- und R-Kalibrationen ausgeführt werden, wie vorhergehend
oben beschrieben. Der horizontale Sensor 69 wird nun für die endgültige Z-Kalibration
benutzt. Nachdem die R- und Θ-Kalibrationen ausgeführt worden
sind, während
der Roboterarm immer noch innerhalb der Schlitzöffnung der Verarbeitungsstation
ist, weist die Steuereinheit den Roboter 34A an, sich in
der vertikalen Richtung zu bewegen, bis der horizontale Sensorstrahl
in der Öffnung
der Verarbeitungsstation berührt
wird. Die Position des Stabs, wo dies auftritt, wird mit dem bekannten
vertikalen Versatz zwischen dem Sensorstrahl und der gewünschten
Z Kalibrationsposition kombiniert. In diesem Fall wird die obere Oberfläche des
Stabs direkt gemessen, wenn sie den horizontalen Strahl trifft,
so dass keine Kenntnis des Laser- Stabversatzes
erforderlich ist. Zusammenfassend umfasst die Abfolge der Vorgänge für dieses
alternative Verfahren folgendes: (1) Ausführen der Θ-Kalibration unter Benutzung
des vertikalen Durchstrahlungssensors 69, Ausführen der
R-Kalibrationen unter Benutzung desselben vertikalen Durchstrahlungssensors 68 wie
in Schritt 2; und Ausführen
der endgültigen
Z-Kalibration unter Benutzung des horizontalen Durchstrahls 69.
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Nachdem
die vorgenannten Kalibrationsschritte ausgeführt worden sind, sind die genauen Positionsdaten
in dem Speicher der Steuereinheit gespeichert und der Roboterstab
bzw. der Roboterarm 42A fährt damit fort, einen Wafer
innerhalb der Verarbeitungsstation zu entfernen oder zu platzieren, so
wie dies programmiert ist.
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Für die Fachmänner in
dem technischen Gebiet, auf das sich diese Erfindung bezieht, werden viele
Veränderungen
in der Konstruktion und weit abweichenden Ausführungsformen und Anwendungen der
Erfindung erscheinen, ohne von dem durch die beigefügten Patentansprüche definierten
Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Die Offenbarung und die
Beschreibung hierin sind rein veranschaulichend und sind nicht dazu
gedacht, in irgendeiner Weise beschränkend zu sein.