TWI491484B - 傳送機械手 - Google Patents

Description

傳送機械手

此處所討論的實施例係針對傳送機械手。

習知上已知有傳送機械手，其傳送諸如半導體晶圓或液晶面板等薄板形工作件。

此外，建議有例如將此種機械手安裝於設置在處理室與複數個半導體晶圓被儲存在多個平台中的儲存容器之間的局部清潔室(在下文中稱作“傳送室”)之技術(例如、參考日本專利申請案先行公開號碼2008-28134)。需注意的是，傳送室並不侷限於安裝在儲存容器與處理室之間。

然而，當傳送機械手安裝在傳送室時，如此安裝的傳送機械手在傳送室中需要預定的佔據空間。因此，從確保傳送室中的足夠空間之觀點，在安裝於傳送室中之傳送機械手具有改進空間。

例如，傳送室中的不足空間導致傳送機械手的可維護性劣化。然而，試圖防止可維護性的劣化需要增加傳送室的總空間，即、增加傳送室的尺寸。

鑑於上面說明，本實施例的態樣之目的為設置可有效利用傳送室空間之傳送機械手。

根據實施例之傳送機械手包括手臂及本體。手臂在其 終端係設置有傳送薄板形工作件之機械手，及操作於水平方向上。本體包括舉起及降下手臂之舉起及降下機構。在傳送機械手中，本體的至少一部分係配置在傳送室的側壁外，傳送室係連接到打開及關閉薄板形工作件用的儲存容器之打開及關閉裝置以及處理薄板形工作件之處理室。

根據實施例的態樣，能夠有效利用傳送室的空間。

下面將參考附圖詳細說明此處所揭示之傳送機械手的實施例。需注意的是，本發明並不侷限於下面圖解說明的實施例。

首先，將使用圖1說明根據本實施例之本傳送機械手10。圖1為根據本實施例之傳送室1的俯視圖。需注意的是，為了幫助說明以簡化方式圖解圖1中的形狀之一部分。

如圖1所示，傳送室1係設置有打開及關閉裝置5及處理室3二者(或可以是與處理室3相通之部件)，及係配置有根據本實施例之傳送機械手10。傳送室1意指通常被稱作設備前端模組(EFEM)之局部清潔室。此傳送室1在其上部係設置有用以清潔氣體之過濾器(未圖示)，及被過濾器清潔過及向下流動之氣流清潔外殼的內部。

打開及關閉裝置5為用以打開及關閉設置在儲存容器2上的打開及關閉機構之裝置，及安裝在形成於傳送室1的側壁上之開口中。打開及關閉裝置5為例如被稱作載入 口或FOUP開啟器之裝置，及通常遵循半導體設備及材料國際(SEMI)標準。

SEMI標準也指定形成在傳送室1的側壁上之開口的位置及之間的間距。因此，傳送室1亦遵循SEMI標準。例如，在處理具有直徑300 mm的半導體晶圓之傳送室1的事例中，SEMI標準指定打開及關閉裝置5之間的安裝間距為505 mm。

儲存容器2為箱型容器，其能夠在高度方向上的多個平台中儲存諸如半導體晶圓或液晶面板等複數個薄板形工作件(在下文中，稱作“晶圓4”)，及在正面具有打開及關閉機構。儲存容器2為例如以SEMI標準所指定之被稱作前開式晶圓盒(FOUP)的裝置。

儲存容器2在其打開及關閉機構側上被載入，以便與打開及關閉裝置5相接觸，如此打開及關閉裝置5打開及關閉形成在打開及關閉機構與打開及關閉裝置5上之門的每一個。

處理室3為被安裝有對晶圓4施行諸如化學氣相沉積(CVD)、曝光、蝕刻、及灰化等預定處理的裝置之室。

傳送機械手10為可支托充作被傳送物體之晶圓4的機械手。尤其是，傳送機械手10係設置有本體11、手臂驅動單元12、支撐13、及手臂20。

手臂20具有機械手(在下文中，稱作“手23”)，其支托充作被傳送物體之晶圓4。手臂20被支撐以便可轉動在連接到設置有舉起及降下機構之本體11的支撐13之手臂 驅動單元12的頂部上之水平方向上。

利用此種組態，傳送機械手10在舉起及降下與轉動手臂20的同時，亦可從儲存容器2取出晶圓4及將晶圓4置放在手23上，可傳送晶圓4到處理室3中的預定一個，及可傳送晶圓4到目標位置。稍後將使用圖2說明手臂20的細節。

此處，根據習知技術，當傳送機械手係安裝在傳送室1時，如此安裝的傳送機械手在傳送室1中需要預定的佔據空間。因此，從確保傳送室1中的足夠空間之觀點，在安裝於傳送室1中之傳送機械手具有改進空間。

例如，傳送室中的不足空間迫使工人在狹窄空間中為傳送機械手實施維修工作，如此導致傳送機械手的可維護性劣化。然而，試圖防止可維護性的劣化需要增加傳送室1的總空間，即、增加傳送室1的尺寸。

因此，在根據本實施例之傳送機械手10的事例中，在手臂驅動單元12及手臂20安裝在傳送室1內部的同時，傳送機械手10的本體11安裝在傳送室1外。利用此組態，可去除傳送室1中之本體11的佔據空間，如此可有效地使用傳送室1的空間。

在工人為傳送機械手10實施維修工作之事例中，工人在本體11上比在手臂驅動單元12及手臂20上更常實施工作。這是因為手臂20在其內部具有較少由工人調整之部位。

相反地，本體11係配置有線性移動引導、滾珠螺桿 等等，此外，配置有控制晶圓4的支托之氣動裝置(未圖示)。因此，在本體上11上實行一些維修工作項目，諸如潤滑線性移動引導、滾珠螺桿等等以及調整氣動裝置等。

以此方式，在根據本實施例之傳送機械手10的事例中，通常實施維修工作之本體11係安裝在傳送室1外，藉此，可在傳送室1外實施許多工作項目。

因此，在根據本實施例之傳送機械手10的事例中，工人無須在狹窄的空間中工作，如此可減緩負擔，此外可抑制由於維修工作所產生的灰塵在傳送室1中揚起。

而且，在根據本實施例之傳送機械手10的事例中，亦能夠藉由在傳送室1中向上及向下縮回手臂20，以在工人實施除了傳送室1中的傳送機械手10以外的維修時，為工人提供寬闊的空間。

接著，將使用圖2說明根據本實施例之傳送機械手10的細節。圖2為根據本實施例之傳送機械手10的概要立體圖。

圖2所示，傳送機械手10為水平有節式機械手，其被設置有在水平方向上伸長及縮回之兩可伸長手臂。尤其是，傳送機械手10係設置有本體11、手臂驅動單元12、支撐13、縫隙14、蓋子15、及手臂20。

本體11係透過支撐13連接到手臂驅動單元12。本體11在其與支撐13相對之側面上係設置有可打開及可關閉蓋子15。在本體11中的維修工作期間，由工人打開及關閉蓋子15。蓋子15可以是可拆卸式板狀蓋子，或者可以 是繞著充作樞軸的有鉸鏈部位以弧形打開及關閉之有鉸鏈的門。

本體11係設置有舉起及降下機構，及使用舉起及降下機構，沿著在垂直方向上打開之縫隙14，舉起及降下手臂驅動單元12及手臂20。稍後將使用圖4及5說明舉起及降下機構的細節。

手臂20為連接到手臂驅動單元12之單元。尤其是，手臂20係設置有第一手臂21、第二手臂22、及手23。另外，手23係設置有第三手臂23a，其接著在其引導端中被設置有支托晶圓4之末端效應器23b。

在根據本實施例之傳送機械手10的事例中，將說明單一手臂機械手，其具有由第一手臂21、第二手臂22、及手23所組成之單一手臂20。然而，並未侷限於此組態，傳送機械手10可以是具有兩手臂20之雙手臂機械手，或者可被組構成設置有三或更多個手臂20。

在雙手臂機械手之事例中，可以如下的此種方式平行同時執行兩操作：手臂20的其中之一被用於從預定的傳送位置取出晶圓4中的一個，而同時手臂20的另一個被用於運送晶圓4中之新的一個到預定傳送位置內。而且，傳送機械手10可被組構成單一第二手臂22被設置有兩或更多個手23。

手臂驅動單元12為設置在手臂20的下部之單元，及係設置有由電動機、減速齒輪、及其他部件所組成之旋轉機構。手臂20被支撐以便相對於手臂驅動單元12可轉 動，及藉由使用旋轉機構來轉動。

第一手臂21的基座端被支撐在手臂驅動單元12的頂部上，及第二手臂22的基座端被支撐在第一手臂21的前導端之頂部上，各個被支撐成可轉動方式，及藉由使用由電動機、減速齒輪、及其他部件所組成的旋轉機構來轉動。

此外，第三手臂23a可轉動式連接到第二手臂22的前導端。第三手臂23a在其前導端係設置有用以支托晶圓4之末端效應器23b，及末端效應器23b與第一手臂21、第二手臂22、及第三手臂23a的轉動操作一起移動。藉由同步操作第一手臂21及第二手臂22，傳送機械手10可線性移動第三手臂23a及末端效應器23b。

雖然在此處由電動機、減速齒輪、及其他部件所組成的旋轉機構係設置在手臂驅動單元12內部，但是諸如電動機等旋轉機構的一部分可框覆在本體11中。

接著，將使用圖3說明傳送機械手10的安裝位置。圖3為根據本實施例之傳送機械手10的俯視圖。

如圖3所示，傳送機械手10係安裝在形成於傳送室1的側壁上之開口6中，使得在手臂驅動單元12及支撐13係定位在傳送室1的內部52同時將本體11定位在傳送室1的外部51。

例如，本體11被安裝，以便懸掛在設置於開口6的上部中之鈎狀構件上。當手臂驅動單元12被組構成具有不大於開口6的寬度之寬度時，工人只需要將傳送機械手10從傳送室1的外部51插入開口6，如此能夠容易安裝 傳送機械手10。

開口6為打開的口，其被事先設置在傳送室1的側壁中用以安裝打開及關閉裝置5，及遵循SEMI標準。傳送機械手10可安裝在形成於傳送室1上之此種開口6的任一者中。

例如，若三個開口6形成在傳送室1的縱向側壁上，則傳送機械手10係安裝在中心的開口6中。傳送機械手10移動手23到在另一開口6載入之儲存容器2，及取出儲存在儲存容器2中之晶圓4。

傳送機械手10亦可安裝在處理室3的側邊上之開口6的其中之一中。以此方式，能夠容易將傳送機械手10安裝在設置有遵循SEMI標準之開口6的傳送室1中之開口6的任一者中。

因此，傳送室1無須為了安裝根據本實施例之傳送機械手10而修改。如此，傳送機械手10能夠降低安裝所需的成本，及有效利用傳送室1中的空間。

此處，傳送機械手10被安裝，以便將本體11定位在傳送室1的外部51中。然而，並不侷限於此組態，可將傳送機械手10埋藏在開口6中，使得本體11的一部分擠入傳送室1的內部52內。

而且，雖然傳送機械手10安裝在遵循SEMI標準之開口6中，但是實施例並不侷限於此組態。開口只需要是打開的口，其能夠安裝傳送機械手10以便定位傳送機械手10的本體11在傳送室1的外部51中，並且定位傳送機械 手10的手臂驅動單元12及支撐13在傳送室1的內部中即可。

在此事例中，即使打開的口並未遵循SEMI標準，藉由將手臂驅動單元12組構成具有不大於打開的口之寬度的寬度，仍可容易地將傳送機械手10從傳送室1的外部51安裝在開口中。

接著，將使用圖4及5說明舉起及降下機構的細節。圖4為舉起及降下機構的側視圖，及圖5為舉起及降下機構的俯視圖。

首先，如圖4所示，作為舉起及降下機構，線性移動引導30係設置在本體11的內部側邊上的側壁上，及滾珠螺桿31係設置在本體11中，二者都沿著垂直方向。線性移動引導30係由引導軌道30a及滑動器30b所組成，而滾珠螺桿31係由滾珠螺桿軸31a及滾珠螺桿螺母31b所組成。本體11在其內係設置有電動機32、皮帶33、及滑輪34。

皮帶33纏繞在固定至電動機32的輸出軸之滑輪34及固定至滾珠螺桿軸31a之滑輪34四周。利用此組態，皮帶33傳送電動機32的驅動力到滾珠螺桿軸31a。藉由所傳送的電動機32驅動力來轉動滾珠螺桿軸31a。

由於插入滾珠螺桿螺母31b中之滾珠螺桿軸31a的轉動，滾珠螺桿螺母31b沿著滾珠螺桿軸31a的轉動軸上下移動。

線性移動引導30為用以滑順地使滑動器30b線性移 動在引導軌道30a的方向上(垂直方向上)之構件。

滑動器30b係連接到滾珠螺桿螺母31b，如此當滾珠螺桿螺母31b上下移動時，滑動器30b直接平行於滾珠螺桿軸31a的轉動軸(即、沿著垂直方向)線性移動。滑動器30b亦透過支撐13連接到手臂驅動單元12，如此，當滑動器30b線性移動時，手臂驅動單元12及手臂20沿著垂直方向(圖4的箭頭)上下移動。

以此方式，舉起及降下機構被組構成包括線性移動引導30、滾珠螺桿31、及電動機32，如此藉由將電動機32的轉動移動轉換成線性移動而沿著垂直方向舉起及降下手臂驅動單元12。結果，設置在手臂驅動單元12的頂部上之手臂20上下移動。

如上述沿著本體11的內部側邊上之側壁設置的線性移動引導30可被安裝，使得引導軌道30a被埋藏在本體11的內部側邊上之側壁中。

如上述，舉起及降下機構使用滾珠螺桿31來舉起及降下支撐13、手臂20、及其他部件。然而，舉起及降下機構可使用沿著垂直方向所設置之皮帶來舉起及降下支撐13、手臂20、及其他部件。

根據習知技術，本體係設置在傳送機械手的手臂之底部中。因此，手臂無法向下去到本體下方，因此，手的可移動範圍被限制。

因此，根據本實施例之傳送機械手10被安裝，以便將設置有舉起及降下機構之本體11定位在傳送室1的外 部51中。結果，傳送機械手10在垂直方向上可具有較廣的手臂20舉起及降下範圍，如此可具有較廣的手23可移動範圍。

當手臂20上下移動時，具有線性移動引導30插入在其間而設置在彼此相對的位置中之一對支撐13沿著在垂直方向上打開之縫隙14上下移動，如圖5所示。縫隙14被組構成具有比支撐13之寬度更大的寬度，以便使支撐13能夠在那時滑順地上下移動。

由於此組態，若間隙存在於縫隙14與支撐13之間，則傳送室1被弄乾淨的內部被由於線性移動引導30、滾珠螺桿31、滑輪34、及皮帶33所導致揚起之灰塵污染。因此，在根據本實施例之傳送機械手10的事例中，以具有比縫隙14之寬度更大的寬度之屏蔽構件35覆蓋縫隙14之打開的口。

此處，傳送機械手10係設置有一對支撐13在彼此相對的位置中，且具有線性移動引導30插入在其間。然而，如上述，只有設置在傳送機械手10中之支撐13的其中之一可被組構成連接到舉起及降下機構。利用此組態，可減少傳送機械手10的舉起及降下機構之重量。

接著，將使用圖6說明屏蔽構件35的細節。圖6為屏蔽構件35的其中之一的側視圖。

如圖6所示，本體11沿著本體11的內部側邊上之側壁係設置有屏蔽構件35，以便覆蓋縫隙14之打開的口。屏蔽構件35為環狀的，及其兩端係連接到由舉起及降下 機構舉起及降下之支撐13的頂部13a及底部13b。

屏蔽構件35被纏繞在分別設置於縫隙14的上端側及下端側上之滾筒35a及35b四周。滾筒35a及35b與由支撐13的上升及下降所產生之屏蔽構件35的移動一起轉動(參考圖6的箭頭)。

結果，當支撐13上下移動時，縫隙14之打開的口總是被屏蔽構件35覆蓋著。

藉由以此方式來組構，傳送機械手10可防止傳送室1的內部被由於線性移動引導30、滾珠螺桿31、滑輪34、及皮帶33所導致揚起之灰塵污染。

雖然屏蔽構件35被組構成藉由纏繞在設置於支撐13上方及下方之滾筒35a及35b四周來轉動，但是實施例並不侷限於此組態。屏蔽構件35可以例如為風箱式簾幕。在此事例中，因為不需要滾筒35a及35b，所以可降低成本。

如上述，在根據本實施例之傳送機械手的事例中，傳送機械手的本體被安裝在傳送室外面，而手臂驅動單元及手臂被安裝在傳送室裡面。此外，在根據本實施例之傳送機械手的事例中，可打開及可關閉的蓋子係設置在與支撐相對的側面上，及以具有比縫隙之寬度更大的寬度之屏蔽構件覆蓋縫隙之打開的口。

藉由以此方式來組構，根據本實施例之傳送機械手可有效利用傳送室中的空間。根據本實施例之傳送機械手亦可提高傳送機械手的可維護性，及傳送室的內部之可維護性也一樣。而且，根據本實施例之傳送機械手可防止傳送 室被弄乾淨的內部被揚起的灰塵污染。

1‧‧‧傳送室

2‧‧‧儲存容器

3‧‧‧處理室

4‧‧‧晶圓

5‧‧‧打開及關閉裝置

6‧‧‧開口

10‧‧‧傳送機械手

11‧‧‧本體

12‧‧‧手臂驅動單元

13‧‧‧支撐

13a‧‧‧頂部

13b‧‧‧底部

14‧‧‧縫隙

15‧‧‧蓋子

20‧‧‧手臂

21‧‧‧第一手臂

22‧‧‧第二手臂

23‧‧‧手

23a‧‧‧第三手臂

23b‧‧‧末端效應器

30‧‧‧線性移動引導

30a‧‧‧引導軌道

30b‧‧‧滑動器

31‧‧‧滾珠螺桿

31a‧‧‧滾珠螺桿軸

31b‧‧‧滾珠螺桿螺母

32‧‧‧電動機

33‧‧‧皮帶

34‧‧‧滑輪

35‧‧‧屏蔽構件

35a‧‧‧滾筒

35b‧‧‧滾筒

51‧‧‧外部

52‧‧‧內部

當連同附圖考量來參考下面詳細說明而變得更加瞭解時，將更完整明白本發明及將容易獲得其伴隨的有利點，其中：圖1為根據實施例之傳送室的俯視圖；圖2為根據本實施例之傳送機械手的概要立體圖；圖3為根據本實施例之傳送機械手的俯視圖；圖4為舉起及降下機構的側視圖；圖5為舉起及降下機構的俯視圖；以及圖6為屏蔽構件的側視圖。

1‧‧‧傳送室

2‧‧‧儲存容器

3‧‧‧處理室

4‧‧‧晶圓

5‧‧‧打開及關閉裝置

10‧‧‧傳送機械手

11‧‧‧本體

12‧‧‧手臂驅動單元

13‧‧‧支撐

20‧‧‧手臂

23‧‧‧手

Claims (6)

1. 一種傳送機械手，包含：手臂，在其終端係設置有傳送薄板形工作件之機械手，及操作於水平方向上；以及本體，其包括舉起及降下該手臂之舉起及降下機構；其中，，該傳送機械手係通過傳送室的開口從外面來安裝，該傳送室係連接到打開及關閉該薄板形工作件用的儲存容器之打開及關閉裝置及連接到處理該薄板形工作件之處理室，該手臂係配置在該傳送室內部，該本體的至少一部分係配置在該傳送室的側壁外面，該本體具有不大於安裝於該傳送室的該側壁上之該打開及關閉裝置的寬度之寬度，且構成該手臂的構件具有不大於安裝該打開及關閉裝置之開口的寬度之最大寬度。
2. 根據申請專利範圍第1項之傳送機械手，其中，該本體係安裝於該傳送室上，以便將該舉起及降下機構定位在該傳送室的該側壁外面。
3. 根據申請專利範圍第1項或第2項之傳送機械手，其中，該手臂係透過支撐而連接到該舉起及降下機構，該支撐通過設置在該本體的該傳送室側上之垂直方向的縫隙。
4. 根據申請專利範圍第3項之傳送機械手，另包含屏 蔽構件，其設置在該縫隙與該舉起及降下機構之間，及連接在該支撐的兩操作方向上以便覆蓋該縫隙。
5. 根據申請專利範圍第1項或第2項之傳送機械手，其中，當從該上方觀看該傳送室時，該本體係配置在該打開及關閉裝置的二者之間。
6. 根據申請專利範圍第1項或第2項之傳送機械手，其中，該本體在從該傳送室突出之部位中包括可打開及可關閉蓋子。