JP2004503926A - 自己学習式ロボット・キャリア・ハンドリング・システム - Google Patents
自己学習式ロボット・キャリア・ハンドリング・システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004503926A JP2004503926A JP2002510961A JP2002510961A JP2004503926A JP 2004503926 A JP2004503926 A JP 2004503926A JP 2002510961 A JP2002510961 A JP 2002510961A JP 2002510961 A JP2002510961 A JP 2002510961A JP 2004503926 A JP2004503926 A JP 2004503926A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carrier
- fixture
- flange
- buffer
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus 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
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67259—Position monitoring, e.g. misposition detection or presence detection
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus 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
- H01L21/677—Apparatus 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
- H01L21/67763—Apparatus 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
- H01L21/67769—Storage means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Warehouses Or Storage Devices (AREA)
Abstract
本発明の実施形態は、隣接するウェハ処理システムにおける処理のために運ばれるのを待つか、または、その処理に続いてバッファから運ばれるのを待つかするウェハを含む複数のキャリアを格納するためのウェハ・キャリア・バッファ（１０）を具備する。バッファ（１０）は、バッファの外側からバッファ投入ドアを通してバッファ内部にキャリアに運ぶための摺動キャリア第１投入装置を有する。バッファ・コントローラ（５０）は、ロボット装置（４４）に指示して、投入ロード・ポートからキャリアを運び、複数のキャリア格納位置のうちの選択された１つの上に配置し、キャリア格納位置から第１アウトプットに運んでウェハを処理に送り出すように具備される。ロボット装置（４４）はまた、空のキャリアを第２インプット装置に送り出して、処理エリアからウェハを受け取り、処理されたウェハを有するキャリアを、バッファ・ドアを通してバッファからウェハを取り除く摺動アウトプット装置へ送り出す。コントローラ（５０）は、キャリア格納位置、出し入れ位置の全ての自動較正を指示するようにプログラムされる。ロボット装置（４４）は、ロボットによってキャリア格納位置に配置される、較正用固定具上のフランジの位置を検出するためのセンサを具備する。フランジは、キャリアを移動させるためにロボット装置上のツールと係合するのに使用される、各キャリア上の同様なフランジに対応するために、固定具上に正確に位置決めされる。較正は、ロボット装置に指示して、較正の必要な位置に較正用固定具を配置して、次に、センサ装置によって、固定具のフランジの精密な位置を検知することによって行われるのが好ましい。その後、コントローラ（５０）は、キャリアをその位置に正確に配置するのに必要とされる座標を計算する。この処理は、各キャリア格納位置、出し入れ位置に対して繰り返される。
Description
【０００１】
本出願は、１９９９年３月１５日に提出された米国特許出願第０９／２７０，２６１号と、２０００年３月１３日に提出された第０９／５２４，０２５号と、２０００年５月３日に提出された第０９／５６４，３００号の一部継続出願である。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、ウェハ処理エリアからの出し入れの前後にウェハを保持するキャリアを格納するためのバッファ装置に関し、より詳細には、バッファ内でウェハ・キャリアを移動させるために自己学習式ロボット・システムを組み込むバッファに関する。
【０００３】
（従来技術の説明）
半導体を製造する際には、シリコン・ウェハを、複数の処理工程の前後など様々な段階でバッファ設備に格納する必要がある。バッファ設備内でクリーン・ルーム基準が必要とされるために、ウェハ・キャリア、ボックス、ポッドまたはボート（まとめてキャリアと呼ぶ）は、可能性のある汚染を回避するため、およびオートメーションの効率を達成するためにロボットによって移動させるのが好ましい。各キャリアは、格納位置の棚に配置された投入位置からピック・アップされ、その後、ウェハを処理エリアに運ぶためのプラットフォームに移動させなければならない。キャリアを安全に移動させるように処理ロボットを都合よくプログラムするために、棚またはプラットフォームの座標が精密に既知でなければならない。バッファ／格納エリアの寸法が大きいために、ロボットが要求する公差に対して絶対的または相対的なキャリア位置を保持するのは実用的ではない。通常、正確なピッキングおよび配置に必要とされるロボット公差を保持することもまた実用的ではない。
【０００４】
必要とされるぎりぎりの公差を確保するために、構成要素が変更される時はいつも、または初期セットアップ時、または再始動時に、ロボット要素のコントローラに新たな位置データを再プログラムするか、または「再学習」させなければならない。「学習する」または「学習すること」という用語は、構成要素／構造上の位置データを収集し、システム・コントローラに入力する処理を説明するのに使用されることになる。半導体処理環境において汚染を最小限にする必要のために、ほとんどのロボット・システムは、雰囲気を制御するために、格納装置内に取り付けられる。従来技術のシステムでは、一般に技術者が格納装置に入って、ロボットを位置決めすると同時に、学習／較正動作を行うことが必要である。このように中に入ると、清潔な格納装置を汚染する可能性がある。さらに、動くロボットの部品を有する、狭く、限定された格納装置は、技術者に対して大きな安全上の問題を呈する。この手作業による、不便な工程はまた時間と費用がかかり、本質的に技術者の判断と技術に依拠する主観的な工程である。たとえば、従来の制御を使用すると、ロボットは、ジョグ走行によってインストールされ、かつ学習し、各処理ステーションで、ウェハ配置位置が学習ペンダント（ｔｅａｃｈ ｐｅｎｄａｎｔ）によって記録される。多くの時間を費やす他に、この手動手順は、主観性、したがって誤差の大きな可能性を招く。このことによって、再現性の問題が生ずる。ウェハ・キャリアが完全に仕様範囲内に位置決めされない、または、機械の構成要素が磨耗し、沈下し、あるいは故障して交換が必要であるたびに、ロボットは、こうした変化に自動的に適応できないために再学習させなければならない。ロボットをぎりぎりの公差内に適切に再学習させなかった場合には、高価なウェハの重大な損傷または損失が生ずる可能性がある。
【０００５】
従来技術の上述した説明から、操作者が、較正／学習動作のためにバッファ格納装置環境に入る必要をなくすために、ウェハ・キャリアをハンドリングする改良されたシステムが必要とされることが明らかである。
【０００６】
（概要）
したがって、本発明の目的は、操作者が、システムの学習／較正のためにバッファ格納装置に入る必要を回避するロボット・ウェハ・キャリア・バッファ・システムを提供することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、自己較正できるロボット・ウェハ・キャリア・バッファ・システムを提供することである。
【０００８】
本発明の別の目的は、システムの学習動作中に操作者の介入による格納装置の汚染を排除するロボット・ウェハ・キャリア・バッファ・システムを提供することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、システムの学習に必要とされる時間を最小限にするロボット・ウェハ・キャリア・バッファ・システムを提供することである。
【００１０】
簡単に言えば、本発明の好ましい実施形態は、隣接するウェハ処理システムにおける処理のために運ばれるのを待つか、または、その処理に続いてバッファから運ばれるのを待つかするウェハを含む複数のキャリアを格納するためのウェハ・キャリア・バッファを具備する。バッファは、バッファの外側からバッファ投入ポートを通ってバッファ内部にキャリアを運ぶ２つのロード・ポートを有する。ロボット装置に指示して、投入ロード・ポートからキャリアを運び、複数のキャリア格納位置のうちの選択された１つの上に配置し、キャリア格納位置からツール・アクセス・ドアに運んでウェハを処理に送り出すために、バッファ・コントローラを具備する。ロボット装置はまた、空のキャリアを第２ツール・アクセス・ドアに送り出して、処理エリアからウェハを受け取り、処理されたウェハを有するキャリアを、バッファ・ドアを通してバッファからウェハを取り除く第２バッファ・ロード・ポートへ送り出す。コントローラは、キャリア格納位置、ツール・アクセス・ポートおよび２つのロード・ポート位置の全ての自動較正を指示するようにプログラムされる。ロボット装置は、ロボットによってキャリア格納位置に配置される、較正用固定具上のフランジの位置を検出するためのセンサを具備する。フランジは、キャリアを移動させるためにロボット装置上のツールと係合するのに使用される、各キャリア上の同様なフランジに対応するために、固定具上に正確に位置決めされる。較正は、ロボット装置に指示して、較正の必要な位置に較正用固定具を配置して、次に、センサ装置によって、固定具のフランジの精密な位置を検知することによって行われるのが好ましい。その後、コントローラは、キャリアをその位置に正確に配置するのに必要とされる座標を計算する。この処理は、各キャリア格納位置、ツール・アクセス・ポートおよび２つのロード・ポート位置に対して繰り返される。
【００１１】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
本発明の自己学習式バッファ装置の好ましい実施形態は、図１ａを参照してこれから説明されるであろう。バッファ装置１０は、象徴的に例示され、第１ロード・アクセス・ドア１４、第１ツール・アクセス・ドア１６、第２ツール・アクセス・ドア１８および第２ロード・アクセス・ドア２０を含む４つの密閉可能なドアを有するハウジング１２を有する。前壁２２および左側壁２４は、よりはっきりと内部構成要素を例示するために切り取られている。第１ロード・アクセス・ドア１４および第２ロード・アクセス・ドア２０は、前壁２２の切り取りエリアにあるために、象徴的に破線で示される。後壁２６の第１ロード・アクセス・ドア１４および第２ツール・アクセス・ドア１８は、実線で示される。
【００１２】
バッファ１０の目的は、たとえば、図１ｂのキャリア２８によって例示されるウェハ・キャリアを格納することである。図１ａに示すバッファ１０は、後壁２６に取り付けられた１２個の高いところの棚３０およびツール・ロード・ポートの高さのところの１個の位置３２を含む１３個の格納位置を有する。本発明の好ましい実施形態によれば、位置のうちの１２個は、ウェハ・キャリアの格納に使用され、位置のうちの１個は、図１ｃに例示する較正用固定具３４の格納のためにとっておかれる。たとえば、位置３２は、固定具３４の格納専用であってもよい。２つのプラットフォーム３６および３８は、ドア１６および１８を通して、ウェハ処理エリア（図示せず）へ／からウェハを出し入れするのに使用される。２つの摺動可能なロード・ポート・プラットフォーム（スライド）４０および４２は、バッファ内部へ／からウェハ・キャリアを入れたり、出したりするために具備されている。
【００１３】
ロボット４４は、位置４６のロード・ポート・スライド４０から選択された格納位置へ、また、格納位置からツール・アクセス・プラットフォーム３６へキャリアを移動させるために具備されている。ロボットはまた、ウェハ処理エリアからキャリアにウェハをロードするように、空のキャリアをツール・アクセス・プラットフォーム３８に配置して、次に、プラットフォーム３８から格納位置へ、すなわち、位置４８のロード・ポート・スライド４２へキャリアを移動させる。本発明によれば、ロボット４４はまた、図を参照して以下の本文で完全に説明される、新しい自動較正手法中に、較正用固定具３４を１つの位置から別の位置へ移動させる。これらの動作の全ては、プロブラムされたコントローラ５０によって指示される。図１ａはまた、任意選択で、ステータス・モニタリングおよびデータ／命令入力のための本装置に具備されてもよいコンピュータ・スクリーン５１およびキーボード５３を示す。また、コントローラ５０との通信は遠隔制御によって行うことができる。ロボット４４は、２つの垂直トラック５４と５６および水平トラック５８を具備するｘ−ｙガントリ５２を具備する。ガントリ５２は、垂直トラック５４および５６に沿って垂直方向（ｙ）へ水平トラック５８を電動移送する。ガントリ５２はまた、ｘ方向に水平トラック５８に沿って移動させる機構を有する電動モジュール６０を具備する。言及されるｘ、ｙおよびｚ方向は、６２で例示される座標系によって規定される。水平アーム６４はモジュール６０に摺動可能に取り付けられ、モジュールまたはアーム６４は、アーム６４をｚ方向に移動させるための電動装置を有する。アーム６４は、較正用固定具３４上の対応する対合フランジ６８、および各キャリア上の同様なフランジ７０と係合するためのＣ形状ツール６６を有する。各位置３０と３２、スライド４０と４２およびプラットフォーム３６と３８は、複数のドエル・ピン７２を有する。各位置のピンは、互いに対して正確に位置決めされる。対合ドエル・ピン・フィーチャ７４は、各キャリア２８および固定具３４に機械加工される。フランジ７０および６８のドエル・ピン・フィーチャ７４に対する相対位置を決定するキャリア構造および固定具構造と同様に、フランジ７０および６８はまた正確に製造される。従来技術の説明で述べたように、棚の位置の公差は、キャリアの精密なハンドリングに対して十分に正確ではない、したがって、較正ルーチンは、バッファ・システムの動作の前に棚の位置を決定するために行われなければならない。この較正ルーチンは、本発明に従って、バッファ装置１０にセンサ・システムを組み込んで、各位置の構造的特長を検出し、対応する信号を出力することによって、自動的に行われる。好ましい実施形態の構造は、較正される位置に搭載された固定具を有するフランジ７０である。信号は、コントローラによって使用されて、キャリア／固定具が位置３０、３２などの所定位置にある時に、フランジ６８または７０に適切に係合するようにツールをどこに配置するかを決定するために座標が計算される。図１ａは、センサとして使用される２つの光学的発光検出器７６および７８を示す。本発明の別の実施形態は、アーム６４が対象物に触れる時を検知するタッチ・センサ装置を具備する。レーザ発光検出器の動作の詳細は、１９９９年３月１５日に提出された米国特許第０９／２７０，２６１号および２０００年５月３日に提出された米国特許第０９／５６４，３００号に含まれ、タッチ・センサの詳細は、２０００年３月１３日に提出された米国特許第０９／５２４，０２５号に包含される。これら出願の内容は、参照によって本開示に含む。
【００１４】
図２を参照すると、コントローラ５０は、キャリアのフランジ７０または固定具のフランジ６８が各位置３０、３２などにあるであろう、およその座標によってプログラムされる（ブロック８０）。これらの座標は、バッファ、キャリアおよび固定具の設計図面から計算される。別法として、コントローラは、バッファおよびキャリアの寸法からフランジの座標を計算するようにプログラムされることができる。本発明の好ましい実施形態によれば、較正用固定具３４は、フランジ６８が、キャリア２８の対応する寸法に一致するために、ドエル・ピン対合フィーチャ７４に対して正確な大きさにされた状態で設計される。固定具３４は、較正手法において使用される。
【００１５】
自動較正手法は、較正用固定具３４を使用するのが好ましいが、ドエル・ピンに対して正確に製造された様々な構造のいずれもが、または、ドエル・ピン自体が使用でき、構造の位置を見出すことから得られる寸法は、フランジの位置を計算するのに使用される。固定具を用いた較正手法は、初めに、固定具が位置３２に配置されることを要求される（ブロック８２）。次に、コントローラは、ロボットに指示して、指標としておよその座標および既知の公差を用いて、ツール６６が固定具のフランジ６８に対して確実に近接して配置される（ブロック８４）。この確実な近接は、図３ａを参照してよりはっきりと例示される。固定具３４は、説明のこの時点で、位置３２を表すベース８６上に搭載されているのが示される。しかし、ベース８６は、以下の詳細な説明において、任意の棚、プラットフォームまたはスライドを表す。ツール６６の位置は、初めに、フランジの頂部面８８の上に発光検出器７８が配置されるようにコントローラによって設定される。上述したように、説明のこの時点で、固定具の初期位置の較正が説明されている。ブロック８５は、この事象を記録し続けているシステムを説明しており、固定具がピック・アップされるのが初めてである（ブロック８７）ため、次に、コントローラは、光学ビーム９０がフランジ６８の頂部面８８の端をそれて反射して、検出される（ブロック８９）まで、アーム６４を下方の負のｙ方向に移動させる。コントローラは、ブロック９２の一部の「ａ」として示すように、このｙ座標を記録する。次に、コントローラは、光学的発光検出器７６の（負のｙ方向に向けられている）ビーム９６がフランジ６８の垂直端部／表面９８からはずれて反射されるまで、ｘ方向にアームを移動させる（図３ａの座標系９４参照）。次に、このｘ座標は、ブロック９２の部分「ｂ」で示すように記録される。次に、コントローラは、ブロック９２の部分「ｄ」で示すように、フランジ６８と最適に係合するために、部分「ａ」および「ｂ」の寸法からツール６６の位置を計算する。この時点で、コントローラは、プラットフォーム８６から固定具かキャリアをピック・アップするか、または、プラットフォーム８６に送り出すのいずれかのために、ｙおよびｘ座標を有する。この場合、ｚ座標は重要ではない、すなわち、ツール６６の開口の幅ｗ１がフランジ６８の幅ｗ２に対して適度の隙間を有するような大きさにされ、隆起部１００および１０２が、幅ｗ２をつかむように延びることが仮定され、これによって、およその座標が得られる。この場合、アーム６４は、モジュール６０に対して永続的に、固定された位置取り付け具となることができる。ｚ方向に移動可能なアーム６４を有する実施形態を参照すると、アーム６４は、図３ａに示すように、フランジ６８の右に（１０４に）伸張したセンサ７６を位置決めし、次に、ビーム９６が垂直側壁１０６をさえぎるまで、検出器７６を移動させることによって、ｚ座標を検知するため検出器７６を位置決めするように移動させられる。これは、図２のブロック９２の部分ｃで示される。
【００１６】
ブロック８５を再び参照すると、固定具が、上述したように、元の位置で較正された場合、ブロック８２に対する答えは、「Ｎｏ」（ブロック９１）である。この場合、固定具は、他の位置の１つの上に降ろされる。固定具のフランジのｙ位置の較正は、固定具が完全に所定場所にある時に行われる。その位置は、フランジの底部縁を検出する（ブロック９３）ことによって、別の光学センサ（図４ａのセンサ１４０および１４２を参照）によって検出される。この検出を行う方法は、図４ｂを参照して説明されるであろう。
【００１７】
位置の較正が完了すると、次に、コントローラは、コントローラ・メモリに保持された記録を参照して、全ての位置が較正されたかが判断される（ブロック１０８）。別の位置が較正される必要がある場合、コントローラは、ロボットに指示して、固定具３４をピック・アップして、それを較正の必要な次の位置へ移動させる（ブロック１１０）。およその座標（ブロック８０）は、コントローラがその位置のドエル・ピンのちょうど上の位置へ固定具を移動させることができるように十分に正確でなければならない。ドエル・ピンの先端を先細にし、その位置のピンの上に、少しずれた固定具のドエル・ピン対合フィーチャを導くことによって、適度の公差が見込まれる。このことは、ベース・プラットフォーム８６の３つの先細のドエル・ピンのうちの２つ（１１６および１１８）の上に固定具３４の２つの穴（１１２および１１４）を示す図３ｂに例示される。固定具を次の位置のドエル・ピンの上に降ろした後、コントローラは、フランジをはずしてツールを戻し（ブロック１２０）、それを再び図３ａに例示するようにその位置に配置し、ブロック９２の処理が繰り返される。ブロック９２、１０８、１１０および１２０のステップは、棚３０、位置３２、プラットフォーム３６と３８および位置４６と４８のスライド４０と４２を含む位置の全てが較正される（ブロック１２２）まで繰り返される。
【００１８】
光学的発光検出器７６および７８は、フランジ６８の位置の検知を例示するために、上述の説明において使用されたが、別法として、ロボット装置およびコントローラは、フランジの位置を検出するのにタッチ検知を使用するように構成されることができる。タッチ検知の詳細は、２０００年３月１３日に提出された米国特許出願第９０／５２４，０２５号に記載されている。タッチ検知を用いる時のコントローラは、たとえば、アーム６４を駆動して、縁１２４がフランジ表面８８に接触して、次に、その座標を記録するまで、ｙ方向にそれ自体を降ろすことができる。次に、コントローラは、フランジ６８に係合し、次に、たとえば、縁１０６がツールの内側面１２６に接触するまで、ｚ方向にツールを移動させるように、ツール６６を移動させることができる。コントローラは、図３ａに示すように、安全な距離を除いて、フランジ６８に確実に干渉する高さに隆起部１００を配置することによってｘ方向を較正することができる。次に、コントローラは、隆起部１００が表面９８に接触し、タッチ・センサが接触を示すまで、フランジの方向へアーム６４を移動させる。次に、コントローラは、このセンサ示度を使用して、フランジ６８のｘ位置を計算する。これらの座標から、コントローラは、フランジ６８、したがって、キャリアの対応するフランジ７０との係合のためのツールの最適位置を計算できる。
【００１９】
上述の説明は、３つの座標全て、または、別法として、公差が許す時には２つの座標の較正を含む。様々なキャリア位置の「およその」の公差が十分に正確である場合、ｙの垂直方向における較正を回避することができる可能性もある。本発明の精神は、キャリアの確実な位置決めに対する要求される精度を達成することが必要とされる時に、１つ、２つまたは３つの座標のいずれかの自動較正を含む。
【００２０】
図３ａはまた、より明瞭にロボットｘ−ｙガントリ５２を例示する。垂直トラック５４および５６は、水平トラック５８を移動させる、象徴的な駆動装置１２８および１３０とともに示される。また、モジュール６０は水平トラック５８に沿ってｘ方向に推進するために取り付けられた装置１３２とともに例示されている。垂直および水平トラック５４、５６および５８、モジュール６０およびアーム６４の機械的構造の詳細は、詳細には説明されない。なぜなら、同様な構造は、当業者にはよく理解されているからである。
【００２１】
図４ａ、４ｂおよび４ｃは、上述したように、光学的発光検出器７６、１４０と７８および追加の発光検出器の構成および機能を例示するために、アーム６４およびフランジ６８または７０を示す拡大図である。
【００２２】
図４ａは、アーム６４および６８か７０のいずれかであるフランジを示す。ツール６６は、その上に搭載された検出器７６および７８を有する。検出器７８は、表面８８のｙ座標を検出するためのものであり、検出器７６は、ｙ−ｚ面にある垂直表面９８のｘ座標およびｘ−ｙ面にある表面１０６のｚ座標を検出するためのものである。
【００２３】
図４ａは、別の実施形態を示しており、発光検出器１３４および１３６は、同様な発光検出器７６および７８が取り付けられている、ツール６６の側面の反対の側面に近い１３８の位置のフランジ６８、７０を検出／較正する時に使用するために備わっている。発光検出器１３４は、発光検出器７６と同じで、発光検出器１３６は発光検出器７８と同じである。フランジ６８、７０の底部縁／表面１４８または１５０の検出のために、ｚ方向にビーム１４４および１４６を供給する、追加の発光検出器１４０および１４２が備わっている。
【００２４】
図４ｂは、アーム６４およびフランジ６８または７０の平面図を示す。３つの光学的発光検出器が示されており、例示が無視している対称性は、アーム６４の両側の検出器に原理上当てはまり、それに応じてラベル付けされている。検出器７６、１３４および７８、１３６は、図３ａおよび４ａで説明されている。図４ｂは、フランジ６８、７０の高さ（ｙ方向）を決定する時にコントローラによって使用されるために、フランジ６８または７０の底部面１４８、１５０を検出する時の検出器１４０および１４２の機能をよりはっきりと例示する。この手法は、フランジが破線１５１によって示す位置にある状態で、ツール６６をフランジ６８、７０を越えて挿入することを含む。１５２のフランジの底部がビーム１４４、１４６のレベルを超えていることに注目されたい。次に、コントローラは、ビーム（１４４、１４６）が１５２の底部面（１４８、１５０）の縁から反射されるまで、ツール６６を上方（ｙ方向）に移動させる。次に、コントローラは、高さ（Ｈ）を記録し、新しい位置に移動する時にツール６６の任意の他のｙ位置に対してフランジのＹ座標（位置）を計算することができる。たとえば、コントローラは、ビームに対する隆起部１０２の内部縁からの寸法「ｈ」によって事前にプログラムされる。次に、コントローラは、フランジが、光学ビーム高さ＞Ｈ＋ｈに対して、高さＹ＝（光学ビームの高さ）−ｈになるように上方へ移動するであろうことを「知る」。このデータは、バッファ内で固定具およびキャリアを導く時にコントローラによって使用される。たとえば、このデータを用いて、コントローラは、固定具がドエル・ピンから自由になる時を計算することができる。
【００２５】
図４ｃは、ｚ較正の処理をよりはっきりと例示する略図である。アーム６４は、検出器７６がフランジ６８、７０の右の位置１０４のエリアにある状態で、フランジ（６８、７０）に近接して位置決めされる。次に、アーム６４は、ビーム９６が縁／表面１０６をさえぎるまで、負のｚ方向に移動させられる。次に、コントローラは、ｚ座標を記録する。
【００２６】
以上本発明について特定の実施形態によって述べたが、その変更および修正が疑いなく当業者に明らかになるであろうことが予測される。したがって、以下の特許請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲内に入る全てのそのような変更および修正を包含すると解釈するものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】ロボットによって動作するバッファの絵画図である。
【図１ｂ】ウェハ・キャリアを例示する図である。
【図１ｃ】較正用固定具を例示する図である。
【図２】本発明の自動較正システムを説明するフローチャートである。
【図３ａ】ロボットおよび較正用固定具の拡大図である。
【図３ｂ】格納位置上へのキャリア／固定具の搭載を例示する図である。
【図４ａ】アームおよび光学検出器の詳細斜視図である。
【図４ｂ】ドロップ・オフ中の固定具の高さの検出を例示するための平面図である。
【図４ｃ】初期Ｚ較正を例示する詳細図である。
本出願は、１９９９年３月１５日に提出された米国特許出願第０９／２７０，２６１号と、２０００年３月１３日に提出された第０９／５２４，０２５号と、２０００年５月３日に提出された第０９／５６４，３００号の一部継続出願である。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、ウェハ処理エリアからの出し入れの前後にウェハを保持するキャリアを格納するためのバッファ装置に関し、より詳細には、バッファ内でウェハ・キャリアを移動させるために自己学習式ロボット・システムを組み込むバッファに関する。
【０００３】
（従来技術の説明）
半導体を製造する際には、シリコン・ウェハを、複数の処理工程の前後など様々な段階でバッファ設備に格納する必要がある。バッファ設備内でクリーン・ルーム基準が必要とされるために、ウェハ・キャリア、ボックス、ポッドまたはボート（まとめてキャリアと呼ぶ）は、可能性のある汚染を回避するため、およびオートメーションの効率を達成するためにロボットによって移動させるのが好ましい。各キャリアは、格納位置の棚に配置された投入位置からピック・アップされ、その後、ウェハを処理エリアに運ぶためのプラットフォームに移動させなければならない。キャリアを安全に移動させるように処理ロボットを都合よくプログラムするために、棚またはプラットフォームの座標が精密に既知でなければならない。バッファ／格納エリアの寸法が大きいために、ロボットが要求する公差に対して絶対的または相対的なキャリア位置を保持するのは実用的ではない。通常、正確なピッキングおよび配置に必要とされるロボット公差を保持することもまた実用的ではない。
【０００４】
必要とされるぎりぎりの公差を確保するために、構成要素が変更される時はいつも、または初期セットアップ時、または再始動時に、ロボット要素のコントローラに新たな位置データを再プログラムするか、または「再学習」させなければならない。「学習する」または「学習すること」という用語は、構成要素／構造上の位置データを収集し、システム・コントローラに入力する処理を説明するのに使用されることになる。半導体処理環境において汚染を最小限にする必要のために、ほとんどのロボット・システムは、雰囲気を制御するために、格納装置内に取り付けられる。従来技術のシステムでは、一般に技術者が格納装置に入って、ロボットを位置決めすると同時に、学習／較正動作を行うことが必要である。このように中に入ると、清潔な格納装置を汚染する可能性がある。さらに、動くロボットの部品を有する、狭く、限定された格納装置は、技術者に対して大きな安全上の問題を呈する。この手作業による、不便な工程はまた時間と費用がかかり、本質的に技術者の判断と技術に依拠する主観的な工程である。たとえば、従来の制御を使用すると、ロボットは、ジョグ走行によってインストールされ、かつ学習し、各処理ステーションで、ウェハ配置位置が学習ペンダント（ｔｅａｃｈ ｐｅｎｄａｎｔ）によって記録される。多くの時間を費やす他に、この手動手順は、主観性、したがって誤差の大きな可能性を招く。このことによって、再現性の問題が生ずる。ウェハ・キャリアが完全に仕様範囲内に位置決めされない、または、機械の構成要素が磨耗し、沈下し、あるいは故障して交換が必要であるたびに、ロボットは、こうした変化に自動的に適応できないために再学習させなければならない。ロボットをぎりぎりの公差内に適切に再学習させなかった場合には、高価なウェハの重大な損傷または損失が生ずる可能性がある。
【０００５】
従来技術の上述した説明から、操作者が、較正／学習動作のためにバッファ格納装置環境に入る必要をなくすために、ウェハ・キャリアをハンドリングする改良されたシステムが必要とされることが明らかである。
【０００６】
（概要）
したがって、本発明の目的は、操作者が、システムの学習／較正のためにバッファ格納装置に入る必要を回避するロボット・ウェハ・キャリア・バッファ・システムを提供することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、自己較正できるロボット・ウェハ・キャリア・バッファ・システムを提供することである。
【０００８】
本発明の別の目的は、システムの学習動作中に操作者の介入による格納装置の汚染を排除するロボット・ウェハ・キャリア・バッファ・システムを提供することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、システムの学習に必要とされる時間を最小限にするロボット・ウェハ・キャリア・バッファ・システムを提供することである。
【００１０】
簡単に言えば、本発明の好ましい実施形態は、隣接するウェハ処理システムにおける処理のために運ばれるのを待つか、または、その処理に続いてバッファから運ばれるのを待つかするウェハを含む複数のキャリアを格納するためのウェハ・キャリア・バッファを具備する。バッファは、バッファの外側からバッファ投入ポートを通ってバッファ内部にキャリアを運ぶ２つのロード・ポートを有する。ロボット装置に指示して、投入ロード・ポートからキャリアを運び、複数のキャリア格納位置のうちの選択された１つの上に配置し、キャリア格納位置からツール・アクセス・ドアに運んでウェハを処理に送り出すために、バッファ・コントローラを具備する。ロボット装置はまた、空のキャリアを第２ツール・アクセス・ドアに送り出して、処理エリアからウェハを受け取り、処理されたウェハを有するキャリアを、バッファ・ドアを通してバッファからウェハを取り除く第２バッファ・ロード・ポートへ送り出す。コントローラは、キャリア格納位置、ツール・アクセス・ポートおよび２つのロード・ポート位置の全ての自動較正を指示するようにプログラムされる。ロボット装置は、ロボットによってキャリア格納位置に配置される、較正用固定具上のフランジの位置を検出するためのセンサを具備する。フランジは、キャリアを移動させるためにロボット装置上のツールと係合するのに使用される、各キャリア上の同様なフランジに対応するために、固定具上に正確に位置決めされる。較正は、ロボット装置に指示して、較正の必要な位置に較正用固定具を配置して、次に、センサ装置によって、固定具のフランジの精密な位置を検知することによって行われるのが好ましい。その後、コントローラは、キャリアをその位置に正確に配置するのに必要とされる座標を計算する。この処理は、各キャリア格納位置、ツール・アクセス・ポートおよび２つのロード・ポート位置に対して繰り返される。
【００１１】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
本発明の自己学習式バッファ装置の好ましい実施形態は、図１ａを参照してこれから説明されるであろう。バッファ装置１０は、象徴的に例示され、第１ロード・アクセス・ドア１４、第１ツール・アクセス・ドア１６、第２ツール・アクセス・ドア１８および第２ロード・アクセス・ドア２０を含む４つの密閉可能なドアを有するハウジング１２を有する。前壁２２および左側壁２４は、よりはっきりと内部構成要素を例示するために切り取られている。第１ロード・アクセス・ドア１４および第２ロード・アクセス・ドア２０は、前壁２２の切り取りエリアにあるために、象徴的に破線で示される。後壁２６の第１ロード・アクセス・ドア１４および第２ツール・アクセス・ドア１８は、実線で示される。
【００１２】
バッファ１０の目的は、たとえば、図１ｂのキャリア２８によって例示されるウェハ・キャリアを格納することである。図１ａに示すバッファ１０は、後壁２６に取り付けられた１２個の高いところの棚３０およびツール・ロード・ポートの高さのところの１個の位置３２を含む１３個の格納位置を有する。本発明の好ましい実施形態によれば、位置のうちの１２個は、ウェハ・キャリアの格納に使用され、位置のうちの１個は、図１ｃに例示する較正用固定具３４の格納のためにとっておかれる。たとえば、位置３２は、固定具３４の格納専用であってもよい。２つのプラットフォーム３６および３８は、ドア１６および１８を通して、ウェハ処理エリア（図示せず）へ／からウェハを出し入れするのに使用される。２つの摺動可能なロード・ポート・プラットフォーム（スライド）４０および４２は、バッファ内部へ／からウェハ・キャリアを入れたり、出したりするために具備されている。
【００１３】
ロボット４４は、位置４６のロード・ポート・スライド４０から選択された格納位置へ、また、格納位置からツール・アクセス・プラットフォーム３６へキャリアを移動させるために具備されている。ロボットはまた、ウェハ処理エリアからキャリアにウェハをロードするように、空のキャリアをツール・アクセス・プラットフォーム３８に配置して、次に、プラットフォーム３８から格納位置へ、すなわち、位置４８のロード・ポート・スライド４２へキャリアを移動させる。本発明によれば、ロボット４４はまた、図を参照して以下の本文で完全に説明される、新しい自動較正手法中に、較正用固定具３４を１つの位置から別の位置へ移動させる。これらの動作の全ては、プロブラムされたコントローラ５０によって指示される。図１ａはまた、任意選択で、ステータス・モニタリングおよびデータ／命令入力のための本装置に具備されてもよいコンピュータ・スクリーン５１およびキーボード５３を示す。また、コントローラ５０との通信は遠隔制御によって行うことができる。ロボット４４は、２つの垂直トラック５４と５６および水平トラック５８を具備するｘ−ｙガントリ５２を具備する。ガントリ５２は、垂直トラック５４および５６に沿って垂直方向（ｙ）へ水平トラック５８を電動移送する。ガントリ５２はまた、ｘ方向に水平トラック５８に沿って移動させる機構を有する電動モジュール６０を具備する。言及されるｘ、ｙおよびｚ方向は、６２で例示される座標系によって規定される。水平アーム６４はモジュール６０に摺動可能に取り付けられ、モジュールまたはアーム６４は、アーム６４をｚ方向に移動させるための電動装置を有する。アーム６４は、較正用固定具３４上の対応する対合フランジ６８、および各キャリア上の同様なフランジ７０と係合するためのＣ形状ツール６６を有する。各位置３０と３２、スライド４０と４２およびプラットフォーム３６と３８は、複数のドエル・ピン７２を有する。各位置のピンは、互いに対して正確に位置決めされる。対合ドエル・ピン・フィーチャ７４は、各キャリア２８および固定具３４に機械加工される。フランジ７０および６８のドエル・ピン・フィーチャ７４に対する相対位置を決定するキャリア構造および固定具構造と同様に、フランジ７０および６８はまた正確に製造される。従来技術の説明で述べたように、棚の位置の公差は、キャリアの精密なハンドリングに対して十分に正確ではない、したがって、較正ルーチンは、バッファ・システムの動作の前に棚の位置を決定するために行われなければならない。この較正ルーチンは、本発明に従って、バッファ装置１０にセンサ・システムを組み込んで、各位置の構造的特長を検出し、対応する信号を出力することによって、自動的に行われる。好ましい実施形態の構造は、較正される位置に搭載された固定具を有するフランジ７０である。信号は、コントローラによって使用されて、キャリア／固定具が位置３０、３２などの所定位置にある時に、フランジ６８または７０に適切に係合するようにツールをどこに配置するかを決定するために座標が計算される。図１ａは、センサとして使用される２つの光学的発光検出器７６および７８を示す。本発明の別の実施形態は、アーム６４が対象物に触れる時を検知するタッチ・センサ装置を具備する。レーザ発光検出器の動作の詳細は、１９９９年３月１５日に提出された米国特許第０９／２７０，２６１号および２０００年５月３日に提出された米国特許第０９／５６４，３００号に含まれ、タッチ・センサの詳細は、２０００年３月１３日に提出された米国特許第０９／５２４，０２５号に包含される。これら出願の内容は、参照によって本開示に含む。
【００１４】
図２を参照すると、コントローラ５０は、キャリアのフランジ７０または固定具のフランジ６８が各位置３０、３２などにあるであろう、およその座標によってプログラムされる（ブロック８０）。これらの座標は、バッファ、キャリアおよび固定具の設計図面から計算される。別法として、コントローラは、バッファおよびキャリアの寸法からフランジの座標を計算するようにプログラムされることができる。本発明の好ましい実施形態によれば、較正用固定具３４は、フランジ６８が、キャリア２８の対応する寸法に一致するために、ドエル・ピン対合フィーチャ７４に対して正確な大きさにされた状態で設計される。固定具３４は、較正手法において使用される。
【００１５】
自動較正手法は、較正用固定具３４を使用するのが好ましいが、ドエル・ピンに対して正確に製造された様々な構造のいずれもが、または、ドエル・ピン自体が使用でき、構造の位置を見出すことから得られる寸法は、フランジの位置を計算するのに使用される。固定具を用いた較正手法は、初めに、固定具が位置３２に配置されることを要求される（ブロック８２）。次に、コントローラは、ロボットに指示して、指標としておよその座標および既知の公差を用いて、ツール６６が固定具のフランジ６８に対して確実に近接して配置される（ブロック８４）。この確実な近接は、図３ａを参照してよりはっきりと例示される。固定具３４は、説明のこの時点で、位置３２を表すベース８６上に搭載されているのが示される。しかし、ベース８６は、以下の詳細な説明において、任意の棚、プラットフォームまたはスライドを表す。ツール６６の位置は、初めに、フランジの頂部面８８の上に発光検出器７８が配置されるようにコントローラによって設定される。上述したように、説明のこの時点で、固定具の初期位置の較正が説明されている。ブロック８５は、この事象を記録し続けているシステムを説明しており、固定具がピック・アップされるのが初めてである（ブロック８７）ため、次に、コントローラは、光学ビーム９０がフランジ６８の頂部面８８の端をそれて反射して、検出される（ブロック８９）まで、アーム６４を下方の負のｙ方向に移動させる。コントローラは、ブロック９２の一部の「ａ」として示すように、このｙ座標を記録する。次に、コントローラは、光学的発光検出器７６の（負のｙ方向に向けられている）ビーム９６がフランジ６８の垂直端部／表面９８からはずれて反射されるまで、ｘ方向にアームを移動させる（図３ａの座標系９４参照）。次に、このｘ座標は、ブロック９２の部分「ｂ」で示すように記録される。次に、コントローラは、ブロック９２の部分「ｄ」で示すように、フランジ６８と最適に係合するために、部分「ａ」および「ｂ」の寸法からツール６６の位置を計算する。この時点で、コントローラは、プラットフォーム８６から固定具かキャリアをピック・アップするか、または、プラットフォーム８６に送り出すのいずれかのために、ｙおよびｘ座標を有する。この場合、ｚ座標は重要ではない、すなわち、ツール６６の開口の幅ｗ１がフランジ６８の幅ｗ２に対して適度の隙間を有するような大きさにされ、隆起部１００および１０２が、幅ｗ２をつかむように延びることが仮定され、これによって、およその座標が得られる。この場合、アーム６４は、モジュール６０に対して永続的に、固定された位置取り付け具となることができる。ｚ方向に移動可能なアーム６４を有する実施形態を参照すると、アーム６４は、図３ａに示すように、フランジ６８の右に（１０４に）伸張したセンサ７６を位置決めし、次に、ビーム９６が垂直側壁１０６をさえぎるまで、検出器７６を移動させることによって、ｚ座標を検知するため検出器７６を位置決めするように移動させられる。これは、図２のブロック９２の部分ｃで示される。
【００１６】
ブロック８５を再び参照すると、固定具が、上述したように、元の位置で較正された場合、ブロック８２に対する答えは、「Ｎｏ」（ブロック９１）である。この場合、固定具は、他の位置の１つの上に降ろされる。固定具のフランジのｙ位置の較正は、固定具が完全に所定場所にある時に行われる。その位置は、フランジの底部縁を検出する（ブロック９３）ことによって、別の光学センサ（図４ａのセンサ１４０および１４２を参照）によって検出される。この検出を行う方法は、図４ｂを参照して説明されるであろう。
【００１７】
位置の較正が完了すると、次に、コントローラは、コントローラ・メモリに保持された記録を参照して、全ての位置が較正されたかが判断される（ブロック１０８）。別の位置が較正される必要がある場合、コントローラは、ロボットに指示して、固定具３４をピック・アップして、それを較正の必要な次の位置へ移動させる（ブロック１１０）。およその座標（ブロック８０）は、コントローラがその位置のドエル・ピンのちょうど上の位置へ固定具を移動させることができるように十分に正確でなければならない。ドエル・ピンの先端を先細にし、その位置のピンの上に、少しずれた固定具のドエル・ピン対合フィーチャを導くことによって、適度の公差が見込まれる。このことは、ベース・プラットフォーム８６の３つの先細のドエル・ピンのうちの２つ（１１６および１１８）の上に固定具３４の２つの穴（１１２および１１４）を示す図３ｂに例示される。固定具を次の位置のドエル・ピンの上に降ろした後、コントローラは、フランジをはずしてツールを戻し（ブロック１２０）、それを再び図３ａに例示するようにその位置に配置し、ブロック９２の処理が繰り返される。ブロック９２、１０８、１１０および１２０のステップは、棚３０、位置３２、プラットフォーム３６と３８および位置４６と４８のスライド４０と４２を含む位置の全てが較正される（ブロック１２２）まで繰り返される。
【００１８】
光学的発光検出器７６および７８は、フランジ６８の位置の検知を例示するために、上述の説明において使用されたが、別法として、ロボット装置およびコントローラは、フランジの位置を検出するのにタッチ検知を使用するように構成されることができる。タッチ検知の詳細は、２０００年３月１３日に提出された米国特許出願第９０／５２４，０２５号に記載されている。タッチ検知を用いる時のコントローラは、たとえば、アーム６４を駆動して、縁１２４がフランジ表面８８に接触して、次に、その座標を記録するまで、ｙ方向にそれ自体を降ろすことができる。次に、コントローラは、フランジ６８に係合し、次に、たとえば、縁１０６がツールの内側面１２６に接触するまで、ｚ方向にツールを移動させるように、ツール６６を移動させることができる。コントローラは、図３ａに示すように、安全な距離を除いて、フランジ６８に確実に干渉する高さに隆起部１００を配置することによってｘ方向を較正することができる。次に、コントローラは、隆起部１００が表面９８に接触し、タッチ・センサが接触を示すまで、フランジの方向へアーム６４を移動させる。次に、コントローラは、このセンサ示度を使用して、フランジ６８のｘ位置を計算する。これらの座標から、コントローラは、フランジ６８、したがって、キャリアの対応するフランジ７０との係合のためのツールの最適位置を計算できる。
【００１９】
上述の説明は、３つの座標全て、または、別法として、公差が許す時には２つの座標の較正を含む。様々なキャリア位置の「およその」の公差が十分に正確である場合、ｙの垂直方向における較正を回避することができる可能性もある。本発明の精神は、キャリアの確実な位置決めに対する要求される精度を達成することが必要とされる時に、１つ、２つまたは３つの座標のいずれかの自動較正を含む。
【００２０】
図３ａはまた、より明瞭にロボットｘ−ｙガントリ５２を例示する。垂直トラック５４および５６は、水平トラック５８を移動させる、象徴的な駆動装置１２８および１３０とともに示される。また、モジュール６０は水平トラック５８に沿ってｘ方向に推進するために取り付けられた装置１３２とともに例示されている。垂直および水平トラック５４、５６および５８、モジュール６０およびアーム６４の機械的構造の詳細は、詳細には説明されない。なぜなら、同様な構造は、当業者にはよく理解されているからである。
【００２１】
図４ａ、４ｂおよび４ｃは、上述したように、光学的発光検出器７６、１４０と７８および追加の発光検出器の構成および機能を例示するために、アーム６４およびフランジ６８または７０を示す拡大図である。
【００２２】
図４ａは、アーム６４および６８か７０のいずれかであるフランジを示す。ツール６６は、その上に搭載された検出器７６および７８を有する。検出器７８は、表面８８のｙ座標を検出するためのものであり、検出器７６は、ｙ−ｚ面にある垂直表面９８のｘ座標およびｘ−ｙ面にある表面１０６のｚ座標を検出するためのものである。
【００２３】
図４ａは、別の実施形態を示しており、発光検出器１３４および１３６は、同様な発光検出器７６および７８が取り付けられている、ツール６６の側面の反対の側面に近い１３８の位置のフランジ６８、７０を検出／較正する時に使用するために備わっている。発光検出器１３４は、発光検出器７６と同じで、発光検出器１３６は発光検出器７８と同じである。フランジ６８、７０の底部縁／表面１４８または１５０の検出のために、ｚ方向にビーム１４４および１４６を供給する、追加の発光検出器１４０および１４２が備わっている。
【００２４】
図４ｂは、アーム６４およびフランジ６８または７０の平面図を示す。３つの光学的発光検出器が示されており、例示が無視している対称性は、アーム６４の両側の検出器に原理上当てはまり、それに応じてラベル付けされている。検出器７６、１３４および７８、１３６は、図３ａおよび４ａで説明されている。図４ｂは、フランジ６８、７０の高さ（ｙ方向）を決定する時にコントローラによって使用されるために、フランジ６８または７０の底部面１４８、１５０を検出する時の検出器１４０および１４２の機能をよりはっきりと例示する。この手法は、フランジが破線１５１によって示す位置にある状態で、ツール６６をフランジ６８、７０を越えて挿入することを含む。１５２のフランジの底部がビーム１４４、１４６のレベルを超えていることに注目されたい。次に、コントローラは、ビーム（１４４、１４６）が１５２の底部面（１４８、１５０）の縁から反射されるまで、ツール６６を上方（ｙ方向）に移動させる。次に、コントローラは、高さ（Ｈ）を記録し、新しい位置に移動する時にツール６６の任意の他のｙ位置に対してフランジのＹ座標（位置）を計算することができる。たとえば、コントローラは、ビームに対する隆起部１０２の内部縁からの寸法「ｈ」によって事前にプログラムされる。次に、コントローラは、フランジが、光学ビーム高さ＞Ｈ＋ｈに対して、高さＹ＝（光学ビームの高さ）−ｈになるように上方へ移動するであろうことを「知る」。このデータは、バッファ内で固定具およびキャリアを導く時にコントローラによって使用される。たとえば、このデータを用いて、コントローラは、固定具がドエル・ピンから自由になる時を計算することができる。
【００２５】
図４ｃは、ｚ較正の処理をよりはっきりと例示する略図である。アーム６４は、検出器７６がフランジ６８、７０の右の位置１０４のエリアにある状態で、フランジ（６８、７０）に近接して位置決めされる。次に、アーム６４は、ビーム９６が縁／表面１０６をさえぎるまで、負のｚ方向に移動させられる。次に、コントローラは、ｚ座標を記録する。
【００２６】
以上本発明について特定の実施形態によって述べたが、その変更および修正が疑いなく当業者に明らかになるであろうことが予測される。したがって、以下の特許請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲内に入る全てのそのような変更および修正を包含すると解釈するものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】ロボットによって動作するバッファの絵画図である。
【図１ｂ】ウェハ・キャリアを例示する図である。
【図１ｃ】較正用固定具を例示する図である。
【図２】本発明の自動較正システムを説明するフローチャートである。
【図３ａ】ロボットおよび較正用固定具の拡大図である。
【図３ｂ】格納位置上へのキャリア／固定具の搭載を例示する図である。
【図４ａ】アームおよび光学検出器の詳細斜視図である。
【図４ｂ】ドロップ・オフ中の固定具の高さの検出を例示するための平面図である。
【図４ｃ】初期Ｚ較正を例示する詳細図である。
Claims (20)
- 複数のウェハ・キャリアを格納するバッファを備えるウェハ・キャリア格納システムであって、前記バッファは、
（ａ）それぞれがキャリアの配置用である複数の位置と、
（ｂ）選択されたキャリアを第１位置から第２位置へ移動させるロボット装置であって、
（ｉ）選択されたキャリアと係合するツール装置と、
（ｉｉ）それぞれの前記位置で精密構造を検出し、対応する信号を出力するセンサ装置とを具備するロボット装置と、
（ｃ）それぞれの前記位置で前記精密構造それぞれの精密な位置データを決定し、選択された前記位置上にキャリアを配置する際に使用するために少なくとも１つの正確な座標を計算するために、前記ロボット装置に指示することによって自動較正を行うようにプログラムされている、前記ロボット装置の動作を指示するコントローラとを具備しているウェハ・キャリア格納システム。 - （ａ）それぞれの前記位置が、前記位置でウェハ・キャリアの再現可能な配置のための位置決め装置を具備し、
（ｂ）前記精密構造が、前記位置決め装置に対する正確に知られた位置を提供する請求項１に記載の格納システム。 - 前記コントローラはさらに、それぞれの前記位置で前記位置決め装置のおよその位置データを含むようにプログラムされる請求項２に記載の格納システム。
- 前記自動較正が、前記およその位置データを用いて、前記センサを選択されたキャリア格納位置へ移動させ、前記検出を行わせるように前記ロボット装置に指示することを含む請求項３に記載の格納システム。
- 前記計算することがさらに、前記ロボット装置に指示して選択されたキャリアを第１位置から第２位置へ移動させるための前記正確な座標を、前記信号から計算することを含む請求項４に記載の格納システム。
- 前記精密構造が可動較正用固定具であり
（ａ）前記固定具を前記位置決め装置に対して選択されたキャリア格納位置上に精密に配置させることができるように、格納キャリア・ベースの寸法に対応するように寸法決めされた固定具ベースと、
（ｂ）前記キャリア・ベースに関して位置決めされた対応するキャリア・フランジの位置に対応するように、前記固定具ベースに対して精密に取り付けられ、かつ前記固定具ベースから位置決めされた固定具フランジとを具備する請求項２に記載の格納システム。 - 前記精密構造が、それぞれの前記位置に永続的に取り付けられた個別の構造である請求項２に記載の格納システム。
- 前記位置決め装置が、少なくとも２つのドエル・ピンを具備する請求項２に記載の格納システム。
- 前記精密構造が、前記少なくとも２つのドエル・ピンを具備する請求項８に記載の格納システム。
- ウェハ・キャリア・バッファの動作方法であって、
（ａ）それぞれがキャリアを保持する機構を有する複数のバッファ・位置のそれぞれのおよその座標をコントローラにプログラムすること、
（ｂ）前記およその座標を用いて、前記位置に近接するようにロボット・アームに指示すること、
（ｃ）前記位置に関連する構造を検知するように前記ロボット・アームに関連するセンサに指示し、前記センサが前記構造の位置を示す信号を出力すること、
（ｄ）前記信号から、前記位置にキャリアを正確に配置するための精密座標を計算すること、
（ｅ）キャリアを正確に配置するための座標が全ての前記位置について計算されるまで、ステップｂ、ｃおよびｄを繰り返すことを含む方法。 - 前記ロボット・アームを用いて前記位置に較正用固定具を配置することをさらに含み、前記配置することが、前記およその座標を用い、かつ前記初めに指示することの前に行われ、
前記較正用固定具が、キャリアのフランジに対応する位置にフランジを有し、
前記フランジが前記構造である請求項１０に記載の方法。 - キャリアを第１位置でピック・アップすること、および前記キャリアを第２位置に配置することをさらに含み、前記配置することが、前記精密座標を用いて前記キャリアに係合するように前記アームに関連するツールに指示する前記コントローラを含む請求項１０に記載の方法。
- 前記センサが光学的発光検出器である請求項１０に記載の方法。
- 前記センサがタッチ・センサである請求項１０に記載の方法。
- 前記センサが光学的発光検出器である請求項１に記載の格納システム。
- 前記センサがタッチ・センサである請求項１に記載の格納システム。
- 前記センサ装置が前記精密構造の２つの座標を検出する請求項１に記載の格納システム。
- 前記センサ装置が前記精密構造の３つの座標を検出する請求項１に記載の格納システム。
- （ａ）前記ツールが前記固定具を持ち上げるための前記固定具フランジに係合する時を検出する固定具高さセンサをさらに備え、
（ｂ）前記コントローラは、前記固定具高さセンサから信号を受信し、前記固定具が静止位置から持ち上げられるにつれて、前記フランジの高さを計算する請求項６に記載の格納システム。 - （ａ）前記アームによって位置決め可能なツールが、キャリア・フランジに係合し、前記キャリアを持ち上げるために前記フランジと接触する時を検出すること、
（ｂ）前記キャリアが垂直方向に移動されるとき、前記フランジの高さを計算し、前記計算が前記コントローラによって行われることをさらに含む請求項１０に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/592,314 | 2000-06-13 | ||
| US09/592,314 US6304051B1 (en) | 1999-03-15 | 2000-06-13 | Self teaching robotic carrier handling system |
| PCT/US2001/017576 WO2001096884A1 (en) | 2000-06-13 | 2001-05-30 | Self teaching robotic carrier handling system |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004503926A true JP2004503926A (ja) | 2004-02-05 |
| JP2004503926A5 JP2004503926A5 (ja) | 2005-02-03 |
| JP4979110B2 JP4979110B2 (ja) | 2012-07-18 |
Family
ID=24370171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002510961A Expired - Fee Related JP4979110B2 (ja) | 2000-06-13 | 2001-05-30 | ウェハ・キャリア格納システムとその動作方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6304051B1 (ja) |
| EP (1) | EP1290452B1 (ja) |
| JP (1) | JP4979110B2 (ja) |
| AT (1) | ATE377259T1 (ja) |
| AU (1) | AU2001265237A1 (ja) |
| DE (1) | DE60131162T2 (ja) |
| WO (1) | WO2001096884A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200039227A (ko) * | 2018-10-05 | 2020-04-16 | 세메스 주식회사 | 스토커 |
| KR20200050130A (ko) * | 2018-11-01 | 2020-05-11 | 세메스 주식회사 | 스토커 |
| KR20200119764A (ko) * | 2020-10-08 | 2020-10-20 | 세메스 주식회사 | 스토커 |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6506009B1 (en) * | 2000-03-16 | 2003-01-14 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for storing and moving a cassette |
| US20030110649A1 (en) * | 2001-12-19 | 2003-06-19 | Applied Materials, Inc. | Automatic calibration method for substrate carrier handling robot and jig for performing the method |
| US6822413B2 (en) * | 2002-03-20 | 2004-11-23 | Fsi International, Inc. | Systems and methods incorporating an end effector with a rotatable and/or pivotable body and/or an optical sensor having a light path that extends along a length of the end effector |
| JP4831521B2 (ja) | 2002-06-19 | 2011-12-07 | 村田機械株式会社 | 縦型輪状コンベヤ及びオーバーヘッドホイストを基にした半導体製造のためのマテリアルの自動化処理システム |
| US20040081546A1 (en) | 2002-08-31 | 2004-04-29 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for supplying substrates to a processing tool |
| FR2844258B1 (fr) * | 2002-09-06 | 2005-06-03 | Recif Sa | Systeme de transport et stockage de conteneurs de plaques de semi-conducteur, et mecanisme de transfert |
| EP1573778B1 (en) | 2002-10-11 | 2013-06-05 | Murata Machinery, Ltd. | Access to one or more levels of material storage shelves by an overhead hoist transport vehicle from a single track position |
| US6996456B2 (en) * | 2002-10-21 | 2006-02-07 | Fsi International, Inc. | Robot with tactile sensor device |
| US7230702B2 (en) * | 2003-11-13 | 2007-06-12 | Applied Materials, Inc. | Monitoring of smart pin transition timing |
| EP1803151B1 (en) | 2004-08-23 | 2011-10-05 | Murata Machinery, Ltd. | Elevator-based tool loading and buffering system |
| JP4670808B2 (ja) * | 2006-12-22 | 2011-04-13 | ムラテックオートメーション株式会社 | コンテナの搬送システム及び測定用コンテナ |
| CH699754B1 (de) * | 2008-10-20 | 2020-11-13 | Tec Sem Ag | Speichervorrichtung für eine Zwischenlagerung von Objekten für die Produktion von Halbleiterbauelementen |
| US8459922B2 (en) | 2009-11-13 | 2013-06-11 | Brooks Automation, Inc. | Manipulator auto-teach and position correction system |
| US8692503B2 (en) * | 2009-12-18 | 2014-04-08 | Varian Medical Systems, Inc. | Homing and establishing reference frames for motion axes in radiation systems |
| US9196518B1 (en) * | 2013-03-15 | 2015-11-24 | Persimmon Technologies, Corp. | Adaptive placement system and method |
| WO2016077387A1 (en) | 2014-11-10 | 2016-05-19 | Brooks Automation, Inc. | Tool auto-teach method and apparatus |
| KR102469258B1 (ko) | 2014-11-18 | 2022-11-22 | 퍼시몬 테크놀로지스 코포레이션 | 엔드 이펙터 위치 추정을 위한 로봇의 적응형 배치 시스템 |
| US10065319B2 (en) * | 2015-11-30 | 2018-09-04 | Delta Electronics, Inc. | Tool calibration apparatus of robot manipulator |
| US11643286B2 (en) | 2018-11-12 | 2023-05-09 | Bpm Microsystems | Automated teaching of pick and place workflow locations on an automated programming system |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0790494B2 (ja) * | 1987-08-22 | 1995-10-04 | ファナック株式会社 | 視覚センサのキャリブレ−ション方法 |
| WO1999001894A1 (en) * | 1997-07-03 | 1999-01-14 | Asm International N.V. | Storage assembly for wafers |
| JP2001202123A (ja) * | 2000-01-18 | 2001-07-27 | Sony Corp | 搬送ロボットの教示方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5019233A (en) * | 1988-10-31 | 1991-05-28 | Eaton Corporation | Sputtering system |
| JPH06110543A (ja) * | 1992-09-30 | 1994-04-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 直接教示装置 |
| US5535306A (en) * | 1993-01-28 | 1996-07-09 | Applied Materials Inc. | Self-calibration system for robot mechanisms |
| US5563798A (en) * | 1994-04-05 | 1996-10-08 | Applied Materials, Inc. | Wafer positioning system |
| US5980183A (en) * | 1997-04-14 | 1999-11-09 | Asyst Technologies, Inc. | Integrated intrabay buffer, delivery, and stocker system |
| US6164894A (en) * | 1997-11-04 | 2000-12-26 | Cheng; David | Method and apparatus for integrated wafer handling and testing |
| US6079927A (en) * | 1998-04-22 | 2000-06-27 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Automated wafer buffer for use with wafer processing equipment |
| US6075334A (en) * | 1999-03-15 | 2000-06-13 | Berkeley Process Control, Inc | Automatic calibration system for wafer transfer robot |
| US6323616B1 (en) * | 1999-03-15 | 2001-11-27 | Berkeley Process Control, Inc. | Self teaching robotic wafer handling system |
-
2000
- 2000-06-13 US US09/592,314 patent/US6304051B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-05-30 WO PCT/US2001/017576 patent/WO2001096884A1/en active IP Right Grant
- 2001-05-30 JP JP2002510961A patent/JP4979110B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2001-05-30 AU AU2001265237A patent/AU2001265237A1/en not_active Abandoned
- 2001-05-30 AT AT01939753T patent/ATE377259T1/de active
- 2001-05-30 EP EP01939753A patent/EP1290452B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-30 DE DE60131162T patent/DE60131162T2/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0790494B2 (ja) * | 1987-08-22 | 1995-10-04 | ファナック株式会社 | 視覚センサのキャリブレ−ション方法 |
| WO1999001894A1 (en) * | 1997-07-03 | 1999-01-14 | Asm International N.V. | Storage assembly for wafers |
| JP2001202123A (ja) * | 2000-01-18 | 2001-07-27 | Sony Corp | 搬送ロボットの教示方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200039227A (ko) * | 2018-10-05 | 2020-04-16 | 세메스 주식회사 | 스토커 |
| KR102166345B1 (ko) * | 2018-10-05 | 2020-10-15 | 세메스 주식회사 | 스토커 |
| KR20200050130A (ko) * | 2018-11-01 | 2020-05-11 | 세메스 주식회사 | 스토커 |
| KR102150670B1 (ko) | 2018-11-01 | 2020-09-01 | 세메스 주식회사 | 스토커 |
| KR20200119764A (ko) * | 2020-10-08 | 2020-10-20 | 세메스 주식회사 | 스토커 |
| KR102246792B1 (ko) * | 2020-10-08 | 2021-04-30 | 세메스 주식회사 | 스토커 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6304051B1 (en) | 2001-10-16 |
| AU2001265237A1 (en) | 2001-12-24 |
| DE60131162D1 (de) | 2007-12-13 |
| JP4979110B2 (ja) | 2012-07-18 |
| DE60131162T2 (de) | 2008-08-14 |
| EP1290452B1 (en) | 2007-10-31 |
| EP1290452A4 (en) | 2006-06-21 |
| ATE377259T1 (de) | 2007-11-15 |
| EP1290452A1 (en) | 2003-03-12 |
| WO2001096884A1 (en) | 2001-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4979110B2 (ja) | ウェハ・キャリア格納システムとその動作方法 | |
| US6323616B1 (en) | Self teaching robotic wafer handling system | |
| KR101190972B1 (ko) | 반송 수단의 티칭 방법, 기억 매체 및 기판 처리 장치 | |
| US5783834A (en) | Method and process for automatic training of precise spatial locations to a robot | |
| EP1137052B1 (en) | Automatic calibration system for wafer transfer robot | |
| US4895486A (en) | Wafer monitoring device | |
| JP5544414B2 (ja) | センサキャリアにより基板処理システム内の物体の位置を自動的に測定して教示する方法および関連するセンサキャリア | |
| US20080097646A1 (en) | Calibration of a substrate handling robot | |
| CN107026110B (zh) | 基板交接位置的示教方法和基板处理系统 | |
| KR102220336B1 (ko) | 호이스트 모듈의 티칭 방법 및 이를 수행하기 위한 장치 | |
| JP2004503926A5 (ja) | ||
| JP2011108958A (ja) | 半導体ウェーハ搬送装置及びこれを用いた搬送方法 | |
| CN109841547B (zh) | 晶圆盒、晶圆盒对准系统及晶圆盒对准方法 | |
| KR102002685B1 (ko) | 티칭 지그, 기판 처리 장치 및 티칭 방법 | |
| US20220392791A1 (en) | Measurement jig and processing method | |
| CN111422570A (zh) | 吊顶输送车 | |
| JPH0871973A (ja) | ストッカ用ロボットの教示方法 | |
| JPH0656228A (ja) | 搬送用ロボットの基準位置自動教示方法 | |
| TWI828156B (zh) | 晶圓搬運和對準的設備及其方法 | |
| JPH09199571A (ja) | カセット移載装置 | |
| JP4098598B2 (ja) | ウェハ搬送装置の教示用装置 | |
| CN117798899A (zh) | 搬运系统以及搬运方法 | |
| JPH10321701A (ja) | 半導体製造装置 | |
| JP2010283121A (ja) | 基板搬送装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080522 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100831 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20101130 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20101207 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101228 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110510 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20110620 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120316 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120416 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150427 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |