专利名称：搬运系统的制作方法
技术领域：
本文所讨论的实施方式涉及搬运系统。
背景技术：
传统上广泛已知的搬运系统包括被称为设备前端模块(EFEM)的局部清洁装置，并且所述搬运系统在半导体制造过程中将诸如晶片的基板从形成在EFEM中的空间搬入并搬出的处理装置。搬运系统通常包括臂主体。例如是，这样的搬运系统在将基板放置并保持在臂主体上或者设置到臂主体的末端的终端执行器上的情况下，通过使臂主体沿水平方向移动来搬运该基板。在半导体制造过程中的诸如洗涤处理、沉积处理和光刻处理之类的每个处理中，基板可能暴露于高热、超冷等环境，并且基板经常在处理后处于非常温下。为了解决该问题，例如日本专利申请特开N0.2002-343847公开了一种晶片搬运设备，该晶片搬运设备包括布置成两层的两个臂主体，并且将上臂主体仅用于处理后的处于高温下的基板，将下臂主体仅用于处理前的处于常温下的基板。然而，在该传统搬运系统中，处理后的基板的温度可能影响到处理前的基板。例如，处于非常温下的基板的状态除了处于高温下的状态之外还包括处于低温下的状态。如果处于低温下的该基板被放置在上臂主体上，则冷空气因热对流而下降。结果，该基板很可能影响放置在下臂主体上的处于常温下的基板。为了解决该问题，可以将两个臂主体以与处理后的基板处于高温下的情况相反的方式来使用，然而，为了搬运处于高温下的另一个基板，两个臂主体需要以其它相反的方式使用，由此使过程复杂。此外，在上述的EFEM中，因为需要保持具有非常清洁的空气的空间，向下流装置通常产生清洁空气的向下流。在该情况下，使热对流复杂化，由此使得传统的搬运系统难以应对这些情形。考虑到上述的缺点，实施方式的一方面的目的在于提供一种能够搬运基板同时防止处于非常温下的基板的温度影响到处于常温下的基板的搬运系统。
发明内容
根据一个实施方式的搬运系统包括机器人和确定单元。所述机器人包括机器人手，这些机器人手保持呈薄板形状的工件并且位于不同高度处。所述确定单元基于待由每个所述机器人手保持的所述工件的温度的组合来确定所述机器人手。根据一个实施方式的一个方面，可以在防止处于非常温下的基板的温度影响到处于常温下的基板的同时搬运基板。
结合附图，通过参照下列详细说明，将更好地理解本发明和本发明的许多伴随优点，从而将更容易实现对本发明和本发明的伴随优点的更全面的了解。图1是根据一个实施方式的搬运系统的整体构造的示意图。图2是根据该实施方式的机器人的构造的示意图。图3是根据该实施方式的手的示意性立体图。图4是根据该实施方式的搬运系统的示例性构造的框图。图5是组合信息的示例的图。图6A、图6B和图6C是用于补充说明组合信息的图。图7是由根据该实施方式的搬运系统执行的过程的流程图。
具体实施例方式以下参照附图更详细地描述本申请中公开的搬运系统的示例性实施方式。应注意，以下的实施方式并非旨在限制本发明。在以下的说明中，将对用作待搬运目标的工件为基板且该基板是半导体晶片的情况进行说明。“半导体晶片”被称为“晶片”。用于终端执行器的“机器人手”被称为“手”。现在将参照图1描述根据一个实施方式的搬运系统的整体构造。图1是根据该实施方式的搬运系统I的整体构造的示意图。为了例于说明，图1示出了包括Z轴的三维直角坐标系，在该Z轴上，将竖直向上方向作为正方向且将竖直向下方向(即，“竖直方向”)作为负方向。因此，沿着X-Y平面的方向对应于“水平方向”。该直角坐标系可以在用于下述说明的其它图中示出。在以下的说明中，对于设置为多个的部件，可以仅对这多个部件中的一个部件赋予附图标记，并且可以省略对于其它部件标赋以附图标记。在该情况下，被赋予附图标记的那个部件与其它部件的构造相同。如图1所示，根据该实施方式的搬运系统I包括基板搬运单元2、基板供应单元3以及基板处理单元4。基板搬运单元2包括机器人10和在其内部设置有该机器人10的壳体20。基板供应单元3设置到位于壳体20的一侧的侧面21，并且基板处理单元4设置到位于壳体20的另一侧的侧面22。图1中的附图标记100表不搬运系统I的安装表面。机器人10包括呈两层的臂单元12，该臂单元具有能够保持作为待搬运目标的晶片W的手11。臂单元12以可升降的方式和可沿水平方向旋转的方式由基座13支撑，所述基座布置在用作壳体20的底壁的基座安装框架23上。稍后将参照图2详细地描述机器人10。壳体20是所谓的EFEM，并且经由设置到壳体20的上部的过滤器单元24产生清洁空气的向下流。该向下流以高度清洁的状态保持在壳体20的内部。此外，腿25设置到基座安装框架23的下表面并且支撑壳体20，其中在该壳体20和安装表面100之间夹有预定间隙C。基板供应单元3包括:箍30，该箍30沿高度方向以多段的方式收纳多个晶片W ；以及箍打开器(未示出)，该箍打开器打开和关闭箍30的盖以允许将晶片W引入壳体20中。箍30和箍打开器的组合能够在具有预定高度的台31上以预定间隔以平行布置的方式设置多个。
基板处理单元4是在半导体制造过程中对晶片W执行诸如洗涤处理、沉积处理和光刻处理之类的预定处理的处理单元。基板处理单元4包括处理装置40，该处理装置40执行预定处理。处理装置40以面向基板供应单元3的方式设置到位于壳体20的另一侧的侧面22，其中机器人10夹设在该处理装置40和基板供应单元3之间。在壳体20的内部设置预对准装置26，该预对准装置26对晶片W执行对中和槽口对准。通过该构造，在根据该实施方式的搬运系统I中，机器人10在执行升降操作和旋转操作时从箍30取出晶片W，并且经由预对准装置26将晶片W运入处理装置40中。于是，机器人10从处理装置40运出并搬运在该处理装置40中经过预定处理的晶片W，并且再次将晶片W收纳在箍30中。现在将参照图2描述根据该实施方式的机器人10的构造。图2是根据该实施方式的机器人10的构造的示意图。如图2所示，根据该实施方式的机器人10包括手11、臂单元12和基座13。臂单元12包括:升降单元12a ;关节12b、12d和12f ;第一臂12c ;以及第二臂12e。如上所述，基座13是机器人10的基座部，并且布置在基座安装框架23上(参照图1)。升降单元12a以从基座13沿竖直方向(Z轴方向)可滑动的方式设置(参照图2中的双箭头a0)，并且使臂单元12沿着竖直方向升降。关节12b是绕轴线al的旋转关节(参照图2中绕轴线al的双箭头)。第一臂12c经由关节12b以可旋转的方式连接至升降单元12a。关节12d是绕轴线a2的旋转关节(参照图2中绕轴线a2的双箭头)。第二臂12e经由关节12d以可旋转的方式连接至第一臂12c。关节12f是绕轴线a3的旋转关节(参照图2中绕轴线a3的双箭头)。手11经由关节12f以可旋转的方式连接至第二臂12e。机器人10设置有诸如马达的驱动源(未示出)，并且关节12b、12d和12f借助驱动源的驱动而旋转。手11是保持晶片W的终端执行器，并且由位于不同高度处的上部手Ila和下部手Ilb的两只手形成。上部手Ila和下部手Ilb共用轴线a3作为枢轴且彼此靠近地设置，并且能够独立地绕轴线a3旋转。根据该实施方式的搬运系统I将晶片W放置在上部手Ila和下部手Ilb上，并且使机器人10同时搬运两个晶片W，由此使得操作更有效并且提高生产量。稍后将详细地描述上部手Ila和下部手Ilb的构造。在该实施方式中，将对上部手Ila具有与下部手Ilb相同的构造的情况进行说明。这并非旨在将上部手Ila和下部手Ilb的构造限定为相同构造。由机器人10执行的各种类型的操作由控制装置50控制。控制装置50以可相互通信的方式与机器人10连接，并且例如布置在壳体20中机器人附近的空间处(参照图1)或布置在壳体20外部。控制装置50可与机器人10成为一体。控制装置50基于预先存储在控制装置50中的指令数据来控制由机器人10执行的各种类型的操作。另选地，控制装置50可从也以可相互通信的方式连接到控制装置50的主机装置60获取指令数据。主机装置60能够连续监控机器人10 (及其部件)的状态。
在该实施方式中，为了便于说明，控制装置50例如从主机装置60接收机器人10的状态的指令数据和通知。这并非旨在限制搬运系统I中的分布式处理方面。现在将参照图3详细地描述根据该实施方式的手11的构造。图3是根据该实施方式的手的示意性立体图。在图3中，上部手Ila和下部手Ilb两者的末端均指向X轴的正方向。在参照图3的说明中，主要描述上部手11a，而省略对具有相同构造的下部手Ilb的描述。在以下的说明中，“手11”代表上部手Ila和下部手Ilb两者。如图3所示，手11由位于第二臂12e的末端处、设置成共用轴a3作为枢轴且彼此靠近的上部手IIa和下部手Ilb形成。如图3所示，上部手Ila布置在上侧，下部手Ilb位于下侧。上部手Ila包括板111、末端侧支撑单元112、基端侧支撑单元113、挤压驱动单元114以及挤压单元114a。挤压驱动单元114包括突出单元114b。板111是对应于供放置晶片W的底部或基座部的构件。同时图3示出其末端形成为V形的板111，但并非旨在限制板111的形状。考虑到将晶片W放置在非常温下的情况，对于板111的材料而言，适于使用诸如陶瓷和纤维增强塑料之类的耐热材料。末端侧支撑单元12布置在板111的末端处。基端侧支撑单元113布置在板111的基端处。在图3中，例如布置一对末端侧支撑单元112和一对基端侧支撑单元113。如图3所示，晶片W放置在末端侧支撑单元112和基端侧支撑单元113之间。此时，末端侧支撑单元112和基端侧支撑单元113在使晶片W与板111分离的情况下从下方支撑晶片W的同时主要借助摩擦力保持晶片W。因此，考虑到在非常温下放置晶片W，与晶片W接触的末端侧支撑单元112和基端侧支撑单元113优选地由诸如聚酰亚胺的超耐热材料制成。末端侧支撑单元112和基端侧支撑单元113的形状不被具体地限制，只要末端侧支撑单元112和基端侧支撑单元113具有至少沿水平方向和竖直方向与晶片W接触的表面即可。挤压驱动单元114是通过使突出单元114b突出而使挤压单元114a沿着X轴方向线性移动的驱动机构，并且例如通过使用气缸而形成。挤压驱动单元114、挤压单元114a以及图3中所示的与挤压驱动单元114相关的其它构件的形状仅作为示例给出，并且并非旨在限制它们的形状。挤压驱动单元114和挤压单元114a构成将晶片W与末端侧支撑单元112保持在一起的保持机构。具体地，挤压驱动单元114使突出单元114a突出，由此使挤压单元114a挤压晶片W的周缘。结果，晶片W沿X轴的正方向被推压，并且晶片W的位于与被由此挤压的一侧的相反侧的周缘与末端侧支撑单元112的侧壁接触。因此，以预定的挤压力将晶片W夹住并保持在挤压单元114a和末端侧支撑单元112之间。如果晶片W处于非常温下，则晶片W很可能发生变形和破裂。考虑到该特性，可如下改变保持方法:为了保持处于非常温下的晶片W，在没有操作保持机构的情况下晶片W主要借助摩擦力保持；并且为了保持处于常温下的晶片W，操作保持机构以借助预定的挤压力保持晶片W。如上所述,手11具有两层式结构。因此,如果上部手Ila和下部手Ilb两者的末端与保持在该上部手Ila和下部手Ilb上的晶片W指向几乎相同的方向，如图3所示，则晶片W彼此靠近。在该情况下，为了防止晶片W受其各自温度的影响，根据该实施方式的搬运系统I基于待由手11保持的晶片W的温度的组合确定保持各晶片W的手11。以下将主要描述在该情况下的控制方法的示例。图4是根据该实施方式的搬运系统I的框图。在图4中，仅示出为了说明该搬运系统I中所采用的控制方法所必需的部件，并且省略对于常用部件的说明。如图4所示，搬运系统I包括机器人10、控制装置50和主机装置60，这与以上说明中的一部分重复。机器人10包括由上部手Ila和下部手Ilb形成的手11。省略了关于图1至图3中搬运系统I的其它部件的说明。控制装置50包括控制单元51和存储单元52。控制单元51包括处理停息获取单元51a、手确定单元51b (确定单元)以及指示单元51c。存储单元52中存储组合信息52a。因为机器人10和手11已被描述，因此将省略其详细说明。控制单元51集中地控制控制装置50。处理信息获取单元51a例如基于来自主机装置60的指令数据获取关于待被执行并且用于供应和搬运晶片W的处理的信息(在下文中，称为“处理信息”)。处理信息包括诸如用于表示处理前的晶片W是否允许温度改变的“可否允许温度变化”、表示待执行的处理是在常温下处理还是在非常温下处理的“温度类型”、以及向下流的强度之类的信息。也可以说，“温度类型”表示的是待被保持在上部手Ila和下部手Ilb上的晶片W的温度。向下流的“强度”还能够表示执行的向下流的控制量的“大小”。处理信息获取单元51a将由此获取的处理信息通知到手确定单元51b。基于从处理信息获取单元51a收到的处理信息和存储单元的组合信息52a，手确定单元51b确定在待执行的处理中上部手Ila和下部手Ilb的使用。手确定单元51b然后请求指示单元51c按照所确定的上部手Ila和下部手Ilb的使用来操作机器人10。组合信息52a能够被简单地形成为规定在预定条件下上部手Ila和下部手Ilb的使用的信息表。在该情况下，手确定单元51b基于与由此接收的处理信息的条件相匹配的组合信息52a确定上部手Ila和下部手Ilb的使用。 现在将参照图5描述组合信息52a的示例。图5是组合信息52a的示例的图。如图5所示，组合信息52a例如包括“可否允许温度变化”项、“温度类型”项、“向下流”项、“上部手”项和“下部手”项。在“可否允许温度变化”项中存储表示处理前的晶片W是否允许温度变化的存储值。在图5中，“可否允许温度变化”例如由“不可以”和“可以”两个值来表征。“温度类型”项中存储表示待执行的处理的温度类型的存储值。在图5中，例如，“温度类型”被宽泛地分成“非常温”和“常温”，并且“非常温”被进一步分成“高温”和“低温”。注意，“任意”表示能够采用的任何“温度类型”。“向下流”项中存储表示由主机装置60操纵的向下流的强度的存储值。在图5中，例如，向下流的强度被宽泛地分成“强”和“弱”。注意，“任意”表示能够采用的向下流的任何强度。“上部手”项和“下部手”项中分别存储表示由“可否允许温度变化”、“温度类型”和“向下流”的组合确定的上部手Ila和下部手Ilb的使用的存储值。在图5中，例如，“上部手”项和“下部手”项中分别存储表示上部手Ila和下部手Ilb是用于“处理前”的晶片W还是用于“处理后”的晶片W的存储值。将参照图6A至图6C更具体地说明组合信息52a。图6A至图6C是用于补充说明组合信息52a的图。在图6A至图6C中，从Y轴的负向侧示意地示出手11和臂单元12的一部分。就视觉补充而言，处理前的晶片W示出为无图案，处理后的晶片W示出为具有阴影图案。假设“可否允许温度变化”为“不可以”，即，处理前的晶片W不允许温度变化。如图6A所示，如果待被执行的处理的“温度类型”为“高温”并且“向下流”为“强”，贝U “暖空气”很可能借助“强”向下流的推力而下降(参见图6A中的箭头201)。在该情况下，如图6A所示，通过将上部手Ila使用于“处理前”的晶片W并且将下部手Ilb使用于“处理后”的晶片W，可以抑制“处理后”的晶片W的高温对于“处理前”的晶片W的影响。因此，在组合信息52a的与该情况对应的Pl行(参见图5)中，优选的是，在“上部手”中存储表示“处理前”的存储值并且在“下部手”中存储表示“处理后”的存储值。如图6B所示，如果待被执行的处理的“温度类型”为“高温”并且“向下流”为“弱”，贝IJ“暖空气”在不受向下流的影响的情况下很可能与大气中的热对流类似地上升(参见图6B中的箭头202)。在该情况下，如图6B所示，通过将上部手Ila使用于“处理后”的晶片W并且将下部手Ilb使用于“处理前”的晶片W，可以抑制“处理后”的晶片W的高温对于“处理前”的晶片W的影响。因此，在组合信息52a的与该情况对应的P2行(参见图5)中，优选的是，在“上部手”中存储表示“处理后”的存储值并且在“下部手”中存储表示“处理前”的存储值。如图6C所示，如果待被执行的处理的“温度类型”为“低温”，则“冷空气”很可能与大气中的热对流类似地下降，而与向下流的强度无关(也就是说，“向下流”为“任意”)(参见图6C中的箭头203)。在该情况下，如图6C所示，通过将上部手Ila使用于“处理前”的晶片W并且将下部手Ilb使用于“处理后”的晶片W，可以抑制“处理后”的晶片W的低温对于“处理前”的晶片W的影响。因此，在组合信息52a的与该情况对应的P3行(参见图5)中，优选的是，在“上部手”中存储表示“处理前”的存储值并且在“下部手”中存储表示“处理后”的存储值。如图5中的组合信息52a的P4行所示，即使在“可否允许温度变化”为“不可以”的情况下，如果“温度类型”为“常温”，则晶片W从一开始就不受温度变化的影响。因此，上部手Ila和下部手Ilb两者能够以“任意”方式使用。此外，如图5中的组合信息52a的P5行所示，如果“可否允许温度变化”为“可以”，则不需要考虑从一开始温度变化的影响。因此，在该情况下，上部手Ila和下部手Ilb两者也能够以“任意”方式使用。在图5中，为了便于说明，组合信息52a的各项中的存储值由诸如“不可以”和“可以”的文本形式代表。然而，并非旨在限制数据形式。此外，诸如“非常温”和“常温”以及“强”和“弱”的相对表达也并非旨在限制数据片间的关系。另选地，例如可以使用温度和空气体积的具体数字值。返回至参照图4，现在将描述指示单元51c。指示单元51c根据从手确定单元51b接收的指令请求来指示机器人10进行操作。存储单元52是诸如硬盘驱动器和非易失性存储器之类的存储装置，并且在其中存储组合信息52a。因为组合信息52a已被详细地描述，因此将省略对其说明。通过利用例如程序逻辑和布线逻辑，控制装置50的构造可以在不存储组合信息52a的情况下实现，从而手确定单元51b能够执行与在手确定单元51b使用组合信息52a的情况下执行的几乎相同的手确定处理。在图4中，示出了一个控制装置50。另选地，控制装置50可以构造成彼此通信的多个独立的装置。现在将参照图7描述由根据本实施方式的搬运系统I执行的过程。图7是由根据该实施方式的搬运系统I执行的过程的流程图。如图7所示，处理信息确定单元51a基于来自主机装置60的指令数据获取处理信息(步骤S101)。基于由此获取的处理信息，手确定单元51b确定处理前的晶片W是否不允许温度变化，也就是说，可否允许温度变化是否为不可以(步骤S102)。如果可否允许温度变化为不可以(在步骤102为是)，则手确定单元51b确定待被执行的处理是否是在非常温下处理(步骤S103)。如果待被执行的处理是在非常温下的处理(在步骤S103为是)，则手确定单元51b确定在非常温下的处理是否是在高温下的处理(步骤S104)。如果在非常温下的处理是在高温下的处理(在步骤S104为是)，则手确定单元51b确定向下流是否强(步骤S105)。如果向下流为强(在步骤S105为是)，则手确定单元51b将上部手Ila确定为用于处理前的晶片W的手(步骤S106)。此外，手确定单元51b将下部手Ilb确定为用于处理后的晶片W的手(步骤S107)。如果在非常温下的处理不满足步骤S104处的判定条件(也就是说，在非常温下的处理为在低温下的处理)(在步骤S104为否)，则手确定单元51b也将上部手Ila确定为用于处理前的晶片W的手(步骤S106)。此外，手确定单元51b将下部手Ilb确定为用于处理后的晶片W的手(步骤S107)。如果向下流不满足步骤S105处的判定条件(也就是说，向下流弱)，(在步骤S105为否)，则手确定单元51b将上部手Ila确定为用于处理后的晶片W的手(步骤S108)。此夕卜，手确定单元51b将下部手Ilb确定为用于处理前的晶片W的手(步骤S109)。如果待被执行的处理不满足步骤S103处的判定条件(也就是说，待被执行的处理为非常温下的处理)(在步骤S103为否)，则手确定单元51b将上部手Ila的使用确定为任意(步骤S110)。另外，手确定单元51b将下部手Ilb的使用确定为任意(步骤S111)。如果可否允许温度变化不满足步骤S102处的判定条件(也就是说，可否允许温度变化为可以)(在步骤S102为否)，则手确定单元51b将上部手Ila的使用确定为任意(步骤S110)。另外，手确定单元51b将下部手Ilb的使用确定为任意(步骤S111)。手确定单元51b能够基于存储单元52的组合信息52a来作出上述确定。手确定单元51b于是根据所确定的使用而请求指示单元51c移动手11，并且指示单元51c根据因此接收的请求指示机器人10进行操作(步骤S112)。随后，处理终止。如上所述，根据该实施方式的搬运系统包括机器人和确定单元。机器人包括保持晶片且位于不同高度的手。基于待由每只手保持的晶片的温度的组合，确定单元确定保持晶片的手。因此，根据该实施方式的搬运系统能够在防止处于非常温下的基板的温度影响处于常温下的基板的同时搬运这些基板。在该实施方式中，向下流的温度和强度例如经由主机装置获取。另选地，EFEM和机器人例如可包括检测向下流的温度和强度的检测单元。在该实施方式中，例如已对两个手设置到与单个臂对应的一个臂的末端的情况进行了说明。然而，手的数量不受限制，因此可以设置三个或更多个手。在该实施方式中，已对例如单臂机器人进行了说明。另选地，本实施方式可被应用至具有两个或更多个臂的多臂机器人。在该情况下，与单个臂对应的一个臂的末端仅需要设置有一只手。换言之，本实施方式能够被应用于至少两个臂的手彼此重叠的情况。在该实施方式中，例如已对用作待搬运目标的工作为基板并且基板主要为晶片的情况进行了说明。但毋庸置疑，本实施方式能够应用于任何类型的基板。例如基板可以是用于液晶显示板的玻璃基板。此外，基板也不必是基板，只要是薄板状工件即可。
权利要求
1.一种搬运系统，该搬运系统包括: 机器人，该机器人包括机器人手，这些机器人手保持呈薄板形状的工件并且位于不同的高度处；以及 确定单元，该确定单元基于待由所述机器人手中的每个手保持的所述工件的温度的组合来确定保持所述工件的所述机器人手。
2.根据权利要求1所述的搬运系统，其中，所述确定单元基于供设置所述机器人的空间中的向下流的大小来确定保持所述工件的所述机器人手。
3.根据权利要求1或2所述的搬运系统，其中，所述确定单元基于所述温度处于常温的所述工件是否允许温度变化来确定保持所述工件的所述机器人手。
4.根据权利要求1或2所述的搬运系统，其中，所述机器人手在沿水平方向移动的臂的末端上以彼此靠近从而围绕公共枢轴独立地旋转的方式而设置。
5.根据权利要求1或2所述的搬运系统，其中，所述确定单元将所述工件的所述温度分成常温和非常温以生成所述组合。
6.根据权利要求1或2所述的搬运系统，其中，所述确定单元将所述工件的所述温度分成常温、比所述常温高的高温以及比所述常温低的低温，以生成所述组合。
7.根据权利要求1或2所述的搬运系统，其中所述确定单元基于规定所述机器人的操作的指令数据来获取待由所述机器人手中的每个手保持的所述工件的所述温度。
全文摘要
本发明涉一种搬运系统。根据实施方式的搬运系统包括机器人和确定单元。所述机器人包括机器人手，这些机器人手保持呈薄板形状的工件并且位于不同的高度处。所述确定单元基于待由所述机器人手中的每个手保持的所述工件的温度的组合来确定所述机器人手。
文档编号B25J15/00GK103203738SQ20121040566
公开日2013年7月17日 申请日期2012年10月23日 优先权日2012年1月13日
发明者安藤隆治, 日野一纪, 胜田信一 申请人:株式会社安川电机