DE69732157T2

DE69732157T2 - Transportroboter mit Tropfwasserschutz

Info

Publication number: DE69732157T2
Application number: DE69732157T
Authority: DE
Inventors: Tetsuji Chigasaki-shi Togawa; Kuniaki Yokohama-shi Yamaguchi; Kunihiko Yokohama-shi Sakurai
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1996-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2017-03-01
Also published as: EP0793261B1; EP1498934A3; US5893794A; EP0793261A2; EP0793261A3; US5961380A; DE69732157D1; EP1498934A2

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Robotertransportvorrichtung, die zum Transport von Werkstücken in einem Halbleitervorrichtungsherstellungssystem geeignet ist, welches beispielsweise feuchte und/oder schmutzige Prozesse aufweist, wie beispielsweise ein CMP-System (CMP = chemical mechanical polishing = chemomechanisches Polieren).
Beschreibung der verwandten Technik
Bei einem Halbleiter-Wafer-Herstellungsprozess wird eine Poliervorrichtung üblicherweise verwendet, um eine flache zum Spiegel polierte Oberfläche auf den Wafern vorzusehen. Eine solche Poliervorrichtung weist einen Drehtisch und einen oberen Ring auf, die unabhängig zueinander gedreht werden, und die auf der Unterseite des oberen Rings gehaltenen Wafer werden durch Pressen der Wafer gegen eine Polieroberfläche poliert, die an der Oberseite des Drehtisches vorgesehen ist, während eine abrasive Flüssigkeit bzw. Abriebsflüssigkeit auf die Oberfläche geliefert wird. Die Poliervorrichtung weist auch eine Wafer-Aufnahmeeinheit auf, um eine Kassette anzuordnen, die zu polierende Wafer enthält, weiter eine Reinigungseinheit zum Reinigen und Trocknen der polierten Wafer und eine Transportvorrichtung zum Transportieren der Wafer zwischen den Verarbeitungseinheiten.
JP 06 005568 A offenbart eine vollautomatische Poliervorrichtung für Halbleiter-Wafer, die eine Vielzahl von Halbleiter-Wafern in einer Spannvorrichtung verarbeitet. Die Poliervorrichtung besteht aus einem Basisständer, aus einem Kassettenfahrstuhlmechanismus, einem Kassettenhalterungsständer, einer Kassette, einem Wafer-Austragsmechanismus, einer Wafer-Gleitplatte, einem Wafer-Eintragsmechanismus, einem Handhabungsroboter, einem Vakuumspannungs/Wafer-Positionierungsmechanismus, einem Spannvorrichtungsreinigungsmechanismus, einem Wafer-Reinigungsmechanismus, einem Polierkopf und einem Trägerständer, der mit Gleitmechanismen versehen ist, die horizontal verschiebbar sind.
Ein Bespiel einer herkömmlichen Transportvorrichtung ist in 11 gezeigt. Die Vorrichtung weist einen zylindrischen Roboterkörper 10 mit einem Satz von Armvorrichtungen 21 auf, die auf der Oberseite des Roboterkörpers 10 angeordnet sind. Die Armvorrichtung 21 weist zwei Arme 25, 27 mit Gelenkverbindungsabschnitten 35, 37 auf, und der obere Arm 27 ist mit einem Handglied (Werkstückhalteabschnitt) 41 versehen, das am spitzen Ende eines Verbindungsgliedes 33 durch einen Gelenkverbindungsabschnitt 38 angeordnet ist.
Ein Beispiel der Konfiguration einer Handvorrichtung ist in 12 gezeigt. Das Handglied 41 hat im Wesentlichen eine Plattenform und hat eine Ausnehmung in seiner mittleren Region, die als ein Aufnahmeabschnitt 81 dient, der mit vorstehenden Führungen 83 umgeben ist. Der Aufnahmeabschnitt 81 weist eine Wafer-Kontaktfläche 85 auf, um an den Unterseitenkanten der Wafer W anzuliegen, und eine obere Abschnittsfläche 87, die an der Innenseite der Wafer-Kontaktfläche 85 auf einem niedrigeren Niveau angeordnet ist, als die Wafer-Kontaktfläche 85. Auf der anderen Seite hat der obere Ring 90 eine Kreisform und ist mit einer Vakuumansaugfläche 91 an der Unterseite versehen, und mit einem Führungsring 97, der an seinem Umfang angebracht ist.
Um den Wafer W vom oberen Ring 90 zum Handglied 41 unter Verwendung einer solchen Anordnung zu transportieren, wird das Handglied 41 direkt unter dem oberen Ring 90 angeordnet, der den Wafer W durch Vakuumansaugung hält, und dann wird der Vakuumgriff an dem Wafer gelöst durch Abschalten der Vakuumansaugung, so dass der Wafer W in den Aufnahmeabschnitt 81 des Handgliedes 41 fallen wird. Dieser Vorgang wird dadurch veranschaulicht, dass das Handglied 41 mit Strich-Punkt-Linien in der oberen Zeichnung in 12 bezeichnet wird. Nach dem Abfallen des Wafers W wird das Handglied 41 weg nach unten bewegt.
Diese Art der Robotertransportvorrichtung wird verwendet, um die Wafer W zu verschiedenen Verarbeitungsvorrichtungen für verschiedene Verarbeitungsschritte zu transportieren, wie beispielsweise Polier- und Reinigungsschritte, und zwar mittels des Verbindungsgliedes 33. Die Wafer tropfen oft vom Verarbeitungsströmungsmittel, und beim Transport von nassen Wafern sammeln sich Flüssigkeitströpfchen, die von den Wafern herunterfallen, oft auf der Oberseite des Roboterkörpers 10.
Wenn die Menge der Flüssigkeitströpfchen ansteigt, um den Spalt zu füllen, der den Gelenkverbindungsabschnitt 35 umgibt, wie von den gestrichelten Bereichen in 11 veranschaulicht, kann Flüssigkeit in den Arm 25 und den Roboterkörper 10 durch die Spalte in den Verbindungsabschnitt 35 eindringen. Ein solches Eindringen von Flüssigkeit führt zur Korrosion der Mechanismen, um eine Fehlfunktion der arbeitenden Teile zu erzeugen, was zu gesteigerten Anforderungen für Instandhaltung führt. Solche betrieblichen Probleme senken das Kosten-Leistungs-Verhältnis der Vorrichtung und führt zu einem Verlust der Produktivität. Die gleichen Probleme treten auf, wenn die Flüssigkeit in Verbindungsabschnitte 37, 38 tropft.
Um ein solches Eindringen der Flüssigkeit zu verhindern, ist es eine übliche Praxis, mechanische Dichtungen zu verwenden, jedoch haben solche Kontaktdichtungen immer noch ein gewisses Spiel und sind nicht vollständig wasserdicht, und es ist besonders schwierig gewesen, ein solches Einsickern von Flüssigkeit in kritische betriebliche Komponenten der Vorrichtung zu verhindern.
Wenn weiterhin der O-Ring, der bekannterweise eine effektive Kontaktdichtung vorsieht, verwendet wird, um den Verbindungsabschnitt 35, 37 oder 38 abzudichten, obwohl das Spiel zum Einsickern durch die starke elastische Dichtungskraft des O-Ringes reduziert wird, werden die lokalen Reibungskräfte aufgrund der großen Reibungskraft vergrößert, die durch den zusammengedrückten O-Ring ausgeübt wird. Das Resultat ist ein Abfall der Be triebsgeschwindigkeit der Arme 25, 27. Wenn andererseits die Geschwindigkeit der Arme 25, 27 aufrecht zu erhalten ist, ist es nötig, ein größeres Drehmoment für die Drehung des Arms vorzusehen, wobei somit ein Problem der Notwendigkeit für einen Antriebsmotor mit einer größeren Antriebskapazität erzeugt wird.
Ebenfalls ist die herkömmliche Konstruktion des Führungsgliedes 83 so, dass die obere Kante in rechten Winkeln zur Führung ausgeformt ist, und wenn es eine Fehlausrichtung zwischen dem oberen Ring 90 und dem Handglied 41 gibt, kann der Außenumfang des Wafers W leicht in dem Winkelabschnitt der Führung 83 verklemmt werden, was somit verhindert, dass der Wafer W sicher in dem Aufnahmeabschnitt 81 abgelagert wird.
Ein weiteres Problem bei der existierenden Konstruktion der Robotertransportvorrichtung zur Handhabung der Wafer ist, dass die untere Abschnittsfläche 87 des Handgliedes 41 oft mit Flüssigkeitströpfchen von Quellen verunreinigt wird, wie beispielsweise von Quellen für die Abriebsflüssigkeit. Tröpfchen 99 bilden Kugelflächen aufgrund der Oberflächenspannung auf der unteren Abschnittsfläche 87, wie in 12 veranschaulicht, und deren Durchmesser kann die Trennungsdistanz zwischen der Wafer-Kontaktfläche 85 und der unteren Abschnittsfläche 87 überschreiten, die nun auf nur ungefähr 1,5 mm eingestellt ist. Daher können die Tröpfchen 99 leicht anwachsen, um die Oberfläche des Wafers W zu berühren. Es ist zu sehen, dass wenn ein Handglied 41 mit so großen Tröpfchen 99 von abrasiver Flüssigkeit verwendet wird, um einen Wafer W von einer Reinigungsvorrichtung aufzunehmen, dies zu einem Problem dahingehend führen kann, dass der gereinigte Wafer nun mit den Substanzen in der Abriebsflüssigkeit verunreinigt worden ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Robotertransportvorrichtung vorzusehen, die eine effektive wasserdichte Funktion für Arbeits komponenten in dem System ohne Verwendung von mechanischen Dichtungen vorsehen kann.
Das Ziel ist mit einer Robotertransportvorrichtung erreicht worden, die Folgendes aufweist: Einen Roboterkörper; eine Armanordnung, die ausfahrbar an einer Oberseite des Roboterkörpers angebracht ist; und einem Werkstückhalteabschnitt, der an der Armanordnung angebracht ist, wobei ein Wannenglied für Wasserdichtigkeit mit einem Vorsprungsbereich von nicht weniger als dem Werkstückhalteabschnitt zwischen dem Werkstückhalteabschnitt und dem Roboterkörper vorgesehen ist.
Entsprechend ist die Übertragung von Flüssigkeit von den Werkstücken auf den Roboterkörper und das Einsickern der Flüssigkeit in die Verbindungsabschnitte der Armanordnung verhindert worden, um einen stabilen Betrieb und eine lange Servicelebensdauer des Systems vorzusehen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Transportvorrichtung kann die Armanordnung mit einem Verbindungsglied versehen sein, um den Werkstückhalteabschnitt in einer Weise zu verbinden, um das Wannenglied zu übergehen. Das Wannenglied kann mit einem Ablaufrohr zur Entfernung des flüssigen Abfalls versehen sein. Die Transportvorrichtung kann mit einem Antriebsmechanismus versehen sein, um zu ermöglichen, dass sich die Vorrichtung entlang einem Transportpfad bewegt, und mit einer Rinne entlang des Transportpfades, so dass der flüssige Abfall dort hindurch entfernt werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Gesamtansicht eines Ausführungsbeispiels der Poliervorrichtung der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Perspektivansicht des Flusses der verarbeiteten Wafers, die von der Robotertransportvorrichtung der vorliegenden Erfindung transportiert werden.
3 ist eine Querschnittsansicht der Robotertransportvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine Perspektivansicht der Robotertransportvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine Perspektivansicht des Handgliedes.
6 ist eine Querschnittsansicht des Handgliedes durch eine Ebene A-A in 5.
7 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels des Handgliedes der vorliegenden Erfindung an seinem unteren Abschnitt.
8 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels des Handgliedes.
9 ist eine schematische Zeichnung des Spannmechanismus und des Handgliedes.
10 ist eine schematische Zeichnung, die die Robotertransportvorrichtung zeigt, die ein Handglied und ein wasserdichtes Wannenglied besitzt.
11 ist eine schematische Seitenansicht einer herkömmlichen Robotertransportvorrichtung.
12 ist eine Darstellung eines Prozesses der Übertragung eines Wafers zwischen dem oberen Ring und dem Handglied in einer herkömmlichen Robotertransportvorrichtung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele mit Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt.
Wie in 1 und 2 gezeigt, weist die Poliervorrichtung Folgendes auf: einen Polierabschnitt 100; einen Reinigungsabschnitt 200; einen Aufnahmeabschnitt 300 zur Aufnahme von Wafern W; und eine Transportvorrichtung 400 mit zwei Robotertransportvorrichtungen 402, 404 zum Transportieren von Wafern W.
Der Polierabschnitt 100 weist Folgendes auf: Einen Drehtisch 102, eine Poliereinheit 106 mit einem oberen Ring 104 und einer Abrichteinheit 110 mit einem Abrichtwerkzeug 108; und eine Werkstückhandhabungseinheit 112.
Der Reinigungsabschnitt 200 weist Folgendes auf: Eine primäre und eine sekundäre Reinigungsvorrichtung 202, 204 und Drehtrockner 206 (die eine Waschfähigkeit haben können), die in einer Anordnung Seite an Seite auf einer Seite der mittig angeordneten Transportvorrichtung 400 angeordnet sind; und eine Drehvorrichtung 208 für das nasse Werkstück und eine Drehvorrichtung 210 für das trockene Werkstück, die in einer Seite an Seite liegenden Anordnung auf der anderen Seite der Transportvorrichtung 400 angeordnet ist.
2 zeigt eine Perspektivansicht von wichtigen Teilen der Transportvorrichtung 400 und dem Reinigungsabschnitt 200. Wie in der Zeichnung gezeigt, sind die Robotertransportvorrichtungen 402, 404 jeweils mit zwei Sätzen von Armanordnungen 21 versehen. An der Spitze von jeder Armanordnung 21 sind Handglieder (Werkstückhalteabschnitte) 502, 503 und 504, 505 zum Halten von Wafern W vorgesehen. Die Handglieder 502, 503 und 504, 505 sind so angeordnet, dass das obere Handglied 502 über dem unteren Handglied 503 liegt, und genauso beim anderen Satz der oberen und unteren Handglieder 504, 505. Wie in 3 gezeigt, eine Querschnittsansicht der Robotertransportvorrichtungen 402, 404, weist jede der Armanordnungen 21 zwei Arme 25, 27 auf, die miteinander jeweils mit Gelenkverbindungsabschnitten 35, 37 verbunden sind. Im Wesentlichen U-förmige Verbindungsglieder 33a, 33b sind mit den Armen 27 verbunden, und die plattenförmigen Handglieder 502 (504), 503 (505) zum Halten der Wafer W sind an den Spitzen der Verbindungsglieder 33a, 33b mittels eines Gelenkverbindungsabschnittes 38 vorgesehen. Daher sind die Handglieder 502 (504), 503 (505) mit den Armen 27 in einer Weise verbunden, um ein wasserdichtes Wannenglied 50 zu umgehen, welches im Folgenden beschrieben wird, d.h. jedes der Handglieder 502 (504), 503 (505) ist an der gleichen Position in einem horizontalen Vorsprung gelegen, wie die Spitze des Arms 27 oder des Gelenkverbindungsabschnittes 38. Die Handglieder 503 (505), 502 (504) sind an der Spitze von jedem der Verbindungsglieder 33a, 33b vorgesehen, so dass sie vertikal übereinander liegen, ohne einander zu berühren. Jedes der Handglieder 503 (505), 502 (504) hält einen Wafer W auf seiner Oberseite.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das Verbindungsglied 33b unter dem Verbindungsglied 33a angeordnet, und ein wasserdichtes Wannenglied 50 ist zwischen dem Gelenkverbindungsabschnitt 38 und dem Handglied 503 (505) vorgesehen, das an dem unteren Verbindungsglied 33b angebracht ist. Die Größe des wasserdichten Wannengliedes 50 ist so ausgewählt, dass die Längen- und Breitenabmessungen größer sind als der Durchmesser des Wafers W, der in den Verbindungsgliedern 33a, 33b gehalten wird. Somit bedeckt ein Vorsprung einer horizontalen Ebene des wasserdichten Wannengliedes 50 jene des Handgliedes 503 (505). Insbesondere in diesem Ausführungsbeispiel sind die Längen- und Breitenabmessungen des Wannengliedes 50 größer als der Durchmesser des Roboterkörpers 10, und folglich sind sie größer als die Handglieder 503, 504 oder 505, die als die Werkstückhalteabschnitte dienen. Ebenfalls ist das wasserdichte Wannenglied 50 so gemacht, dass es sich in rechten Winkeln zum Transportpfad Z erstreckt, anders gesagt ist das wasserdichte Wannenglied 50 so angeordnet, dass es den gesamten Bewegungsbereich des Wafers W über dem Roboterkörper 10 schützt.
Wie in den 3 und 4 gezeigt, ist ein Ablaufrohr 51 an einer gewissen Stelle des wasserdichten Wannengliedes 50 angeschlossen, und das untere Ende des Ablaufrohrs 51 ist in ein zweites wasserdichtes Wannenglied 53 mit Ringform eingesetzt, das um den Außenumfang des Roboterkörpers 10 angeordnet ist. Das Wannenglied 50 sollte in einer Neigung angeordnet sein, so dass es sich zu der Befestigungsstelle des Ablaufrohrs 51 kippt, um den Ablauf von Wasser zu erleichtern. Das zweite Wannenglied 53 ist auch mit einem Ablaufrohr 55 versehen, dessen unteres Ende in eine Rinne 57 eingeführt ist.
Die Robotertransportvorrichtungen 402, 404 sind so aufgebaut, dass sie sich zu verschiedenen Verarbeitungsstellen bewegen können, wie beispielsweise zum Polierabschnitt 100 und zum Reinigungsabschnitt 200, und zwar durch Fortschritt in Richtung Z, wie durch einen Pfeil in der Zeichnung gezeigt. Die Rinne 57 ist, wie in 4 gezeigt, über die gesamte Bewegungslänge des Roboters entlang einer Seite der zwei Robotertransportvorrichtungen 402, 404 ausgeformt. Die Rinne 57 ist auch mit einem Ablaufrohr 59 versehen.
Ein drittes wasserdichtes Wannenglied 61 ist an der linken Seite der Robotertransportvorrichtung vorgesehen, die auf der linken Seite in 4 zu sehen ist (in 3 weggelassen), und ein Ablaufrohr 62, das an dem dritten Wannenglied 61 vorgesehen ist, ist in die Rinne 57 eingeführt. Gegenüberliegend zur Rinne 57 ist ein viertes wasserdichtes Wannenglied 53 über der gesamten Bewegungslänge der Robotertransportvorrichtung vorgesehen, und ein fünftes wasserdichtes Wannenglied 65 ist unter dem Roboterkörper 10 vorgesehen, wie in 3 gezeigt (in 4 weggelassen).
Das Handglied 502 hat einen Vakuumansaugmechanismus, um die Wafer W darauf zu halten, da es verwendet wird, um nur trockene Wafer W handzuhaben, während alle anderen Handglieder 503, 504 und 505 (die alle durch 503 im folgenden dargestellt werden) zur Handhabung von nassen Wafern W vorgesehen sind, die durch Flüssigkeiten, wie beispielsweise Polier-, Spül- oder Reinigungsflüssigkeiten befeuchtet werden. Die Handglieder 503 für nasse Werkstücke haben eine selbst geformte Aufnahme zur Aufnahme des Werkstückes an seinem Umfang. Wie in 5 gezeigt, sind die Handglieder 503 so aufgebaut, dass ein Aufnahmeabschnitt 511 einer eingesenkten Form zur Aufnahme von kreisförmigen Wafern W in der mittleren Region des Handgliedes 503 ausgeformt ist, welches mit äußeren Führungsteilen 531 versehen ist, die den Aufnahmeabschnitt 511 umgeben, und mit einem Handgriffteil 551, der davon vorsteht.
Der Aufnahmeabschnitt 511 besteht aus Folgendem: Zwei bogenförmigen Kontaktflächen 513 zur Anlage an dem Außenumfang des Wafers W; eine Bodenabschnittsfläche 515 mit einer geringeren Höhe als die Kontaktflächen 513, die zwischen den zwei Kontaktflächen 513 angeordnet ist; und einer ovalförmigen Ablauföffnung 517, die mittig in der Bodenabschnittsfläche 515 angeordnet ist. Jede Region der Bodenabschnittsfläche 515 ist so gemacht, dass sie sich zu der Ablauföffnung 517 neigt, um als eine geneigte Ablauffläche P für flüssige Ablaufprodukte zu dienen.
Die Höhendifferenz T1 (siehe 6) zwischen den Kontaktflächen 513 und dem höchsten Punkt auf der Bodenabschnittsfläche 515 ist so, dass dieser Wert T1 größer ist als die maximale Abmessung eines Flüssigkeitströpfchens, welches durch die Oberflächenspannungseffekte angewachsen ist und an der Bodenabschnittsfläche 515 verweilt. In diesem Ausführungsbeispiel hat die Konstruktion festgelegt, dass eine Höhenabmessung T1 größer als 6 mm ist.
Andererseits hat die obere Innenkante der Führungsteile 531 eine verjüngte Führungsfläche 533, die sich progressiv zur oberen Richtung zurückzieht. Der Neigungswinkel θ der Führungsfläche 533 sollte nicht zu groß sein, damit der Wafer W nach unten entlang der Führungsschiene 533 gleitet, somit wäre ein bevorzugter Winkel ungefähr 20 Grad.
Um eine Korrosion auf dem Handglied 503 oder eine metallische Verunreinigung des Wafers W zu verhindern, wird das Handglied 503, welches aus einer Metallplatte hergestellt ist (beispielsweise eine Aluminium- oder SUS-Platte) mit einem Polymerbeschichtungsmaterial beschichtet. Anstelle des Aufbringens einer Polymerbeschichtung ist es auch zulässig, ein getrennt vorbereitetes Polymerteil an dem Handglied 503 anzubringen, um die Regionen des direkten Kontaktes mit dem Wafer W herzustellen, d.h. die Innenseitenflächen einschließlich der Führungsfläche 533 des Führungsteils 531 und der Kontaktfläche 513. Der Handgriffteil 551 ist an der Spitze der Verbindungsglieder 33a, 33b angebracht.
Der gesamte Betrieb der Poliervorrichtung wird mit Bezugnahme auf die 1 und 2 erklärt. Die Handglieder 502 bis 505 der Robotertransportvorrichtung 402 sind unabhängig ausfahrbar in Richtung der Ablage und in vertikaler Richtung ausfahrbar gemacht. Wenn die Kassette 302, die die vorpolierten Wafer W enthält, an der in den Zeichnungen gezeigten Stelle angeordnet ist, entfernt das Handglied 502 der Robotertransportvorrichtung 402 jedes Mal einen Wafer W aus der Kassette 302 und bringt ihn hinüber zur Werkstückdrehvorrichtung 210, die den Wafer W umdreht. Von der Drehvorrichtung 210 wird der Wafer W auf das Handglied 504 der Transportvorrichtung 404 weitergeleitet und wird zu der Werkstückliefervorrichtung 112 des Polierabschnittes 100 transportiert.
Der Wafer W auf der Werkstückliefervorrichtung 112 wird auf die Unterseite des oberen Rings 104 der Poliereinheit 106 übertragen (die in der Richtung des Pfeils R₁ schwingt, wie in der Zeichnung gezeigt) und ist auf dem Drehtisch 102 positioniert und wird von der sich drehenden Polierfläche 103 poliert. Die Polierfläche 103 wird mit einer abrasiven Flüssigkeit durch ein (nicht gezeigtes) Versorgungsrohr während des Poliervorgangs beliefert.
Der polierte Wafer W wird wiederum zur Werkstückliefervorrichtung 112 zurückgebracht und wird wieder zur Werkstückdrehvorrichtung 208 durch das Handglied 505 der Robotertransportvorrichtung 404 übertragen und wird umgedreht, während er mit einer Spülflüssigkeit gespült wird. Der Wafer W wird dann zu der primären Reinigungsvorrichtung 202 durch das Handglied 505 transportiert, um gereinigt zu werden, dann auf die sekundäre Reinigungsvorrichtung 204 wiederum durch das Handglied 504, um gereinigt zu werden, und wird zu dem Drehtrockner 206 durch das Handglied 503 transportiert, um darin getrocknet zu werden, und wird zu der ursprünglichen Kassette 302 durch das Handglied 502 zurückgebracht.
Die in 1 gezeigte Abrichteinheit wird verwendet, um die Polierfläche 103 durch Bewegung auf dem Drehtisch in der Richtung des Pfeils R₂ und durch Drücken des Abrichtwerkzeuges 108 auf die sich drehende Polierfläche 103 abzurichten.
Bei dieser Anordnung der Poliervorrichtung wird das gabelförmige Handglied 502 nur verwendet, um getrocknete Wafer W handzuhaben, und alle anderen Wafer W, die mit Polier-, Spül- oder Reinigungsflüssigkeit befeuchtet sind, werden mit den Handgliedern 503–505 behandelt, die jeweils eine Tropfschale haben. Diese Anordnung verhindert, dass die Wafer W durch Anwendung der Handglieder 502–505 verunreinigt werden.
Bei den obigen Schritten wird die Flüssigkeit von den nassen Wafern W nach unten tropfen, wenn die Wafer W von den Handgliedern 503–505 in dem Polierabschnitt 100 oder in dem Reinigungsabschnitt 200 behandelt werden, jedoch ist der Roboterkörper 10 vollständig davor geschützt, naß zu werden, und zwar durch das erste wasserdichte Wannenglied 50, wobei somit verhindert wird, dass die Tropfen auf die Oberseiten des Roboterkörpers 10 und die Arme 25, 27 fallen. Daher gibt es nicht weiter die Gefahr, dass Flüssigkeit aus den Gelenkverbindungsabschnitten 35, 37 und 38 in die Arme 25, 27 oder in den Roboterkörper 10 einsickert.
Die Flüssigkeitströpfchen, die auf das Wannenglied 50 fallen, werden in der Rinne 57 gesammelt, nachdem sie durch das Ablaufrohr 51 und das zweite wasserdichte Wannenglied 53 gelaufen sind, und werden nach außen durch das Ablaufrohr 59 abgeleitet. Das zweite Wannenglied 53 führt nicht nur die Funktion aus, die Flüssigkeitströpfchen, die auf das Wannenglied 50 fallen, in die Rinne 57 zu führen, sondern führt auch die Funktion aus, die Tröpfchen zu sammeln, auch wenn die Tröpfchen, die in das Wannenglied 50 gefallen sein sollten, zufällig über den Roboterkörper 10 durch ein gewisses Ereignis wie beispielsweise eine Schwingung verstreut werden.
Wenn man die Wafer W in dem Polierabschnitt 100 oder in dem Reinigungsabschnitt 200 behandelt, erstrecken sich die Wafer W aus dem Wannenglied 50, jedoch die Tröpfchen, die von den Wafern W herunterfallen, werden in den dritten und vierten Wannengliedern 61, 63 und in der Rinne 57 gesammelt, und sie werden durch das Ablaufrohr 59 und das fünfte Wannenglied 65 abgeführt (siehe 3).
Man kann aus der Darstellung oben sehen, dass die ersten und zweiten Wannenglieder 50 und 53 in erster Linie darauf zielen, zu verhindern, dass die Tröpfchen auf die Werkstücktransportvorrichtungen fallen, und dass die dritten, vierten und fünften Wannenglieder 61, 63 und 65 in erster Linie darauf zielen, zu verhindern, dass die Tröpfchen auf die Einrichtungen und Vorrichtungen fallen, während die Wafer W zwischen den Wafer-Transportvorrichtungen und den Wafer-Verarbeitungsvorrichtungen behandelt bzw. transportiert werden. Die Wasserentfernungsmittel, wie beispielsweise die Rinne 57 werden in einigen Fällen gemeinsam verwendet. Jede Wanne oder jede Rinne kann so geformt sein, dass sie einen verjüngten Querschnitt besitzt, der sich zu der oberen Öffnung aufweitet, um den Einfluss von Wasser zu erleichtern.
Als nächstes wird die Rolle der Handglieder 503–505 erklärt werden. Wenn der Wafer W, der von dem in 12 gezeigten oberen Ring 90 gehalten wird, beispielsweise in das Handglied 505 fallen gelassen wird, wird das Handglied 505 direkt unter und benachbart zu dem oberen Ring 90 gebracht, der den Wafer W hält. Das Vakuum auf dem oberen Ring 90 wird dann gelöst, so dass der Wafer W in den Aufnahmeabschnitt 511 des Handgliedes 505 fallen gelassen werden kann.
Wenn der Wafer W fallen gelassen wird, kann der Wafer W, auch wenn der obere Ring 90 und die Handglieder 505 zufällig nicht richtig ausgerichtet sind, sicher nach unten in den Aufnahmeabschnitt 511 gleiten, in dem der Außenumfang des Wafers W durch die Führungsfläche 533 geführt wird, die an dem Führungsteil 531 vorgesehen ist, und zwar ohne eine Gefahr, dass der Wafer W an der oberen Kante des Führungsteils 531 stecken bleibt.
Es ist verständlich, dass die Tröpfchen von der abrasiven Flüssigkeit und dem Wasser, das beim Polieren des Wafers W verwendet wird, an dem oberen Ring 90 anhaften, und sie können leicht auf das Handglied 505 fallen und sich auf seiner Oberseite sammeln. Wie jedoch in 6 veranschaulicht ist, ist das Handglied 505 so ausgelegt, dass auch wenn die größten Tröpfchen 540 geformt sind, das Spiel, das durch die Trennungsdistanz T1 zwischen der Bodenabschnittsfläche 515 und der Kontaktfläche 513 vorgesehen wird, größer ist, als die Höhenabmessung des Tröpfchens 540, und es keine Gefahr gibt, dass das Tröpfchen 540 die Bodenregion des Wafers W berührt.
Es sei weiter bemerkt, dass weil die Bodenabschnittsfläche 515 als die verjüngte Drainagefläche P für die Entfernung von Flüssigkeiten dient, die an der Bodenabschnittsfläche 515 anhaftenden Tröpfchen entlang der geneigten Oberfläche P gleiten, um entfernt zu werden, indem sie durch die Ablauföffnung 517 fallen. Weiterhin wird wegen der Anwesenheit der Abflussöffnung 517 der Bereich der Bodenabschnittsfläche 515 selbst klein, wo sie diese Tröpfchen aufnimmt, die von dem oberen Ring 90 und den Wafern W fallen, und wenig Wasser bleibt auf der Bodenabschnittsfläche 515. Auch wenn die Tröpfchen 540 zu groß anwachsen sollten, besteht keine Gefahr, dass der Wafer W das Tröpfchen 540 berührt, was somit vollständig eine Verunreinigung des Wafers W durch eine möglicherweise schädliche Flüssigkeit verhindert. Weiterhin ist das Handglied 505 mit der Ablauföffnung 517 versehen, und eine Gewichtsverringerung des Handgliedes kann erreicht werden. Die Tröpfchen, die von der Öffnung 517 oder dem Umfang um das Handglied 505 herum tropfen, laufen in die wasserdichte Wanne 50, 53 wie oben beschrieben.
Es ist klar, dass die vorteilhaften Effekte der Konstruktion und der Anordnung der Handglieder bei der Übertragung der Wafer W vom oberen Ring sich gleichfalls auf den Fall der Übertragung der Wafer W oder der Handhabung der Wafer W in anderen Vorrichtungen anwenden lassen, wie beispielsweise in der Wafer-Drehvorrichtung und den Drehtrocknern.
7 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels des Handgliedes, die eine entsprechende Ansicht zu jener durch eine Ebene B-B der in 5 gezeigten Bodenabschnittsfläche ist. Wie in dieser Zeichnung gezeigt, weist die Bodenabschnittsfläche 515a eine mittlere hohe Region und verjüngte Ablaufflächen P zur Entfernung von Flüssigkeit auf. Diese Konfiguration bietet die gleichen Vorteile wie jene, die in dem vorherigen Ausführungsbeispiel beschrieben wurden. Es ist offensichtlich, dass die Form des Aufnahmeabschnittes, die verjüngte Ablauffläche P und die Öffnungen, die in dem vorherigen Ausführungsbeispiel dargelegt werden, nur veranschaulichende Beispiele sind, und dass sie auf viele unterschiedliche Arten ausgelegt werden können, um den gleichen Zweck zu erreichen.
Die 8 bis 10 zeigen eine Perspektivansicht eines weiteren Beispiels des Handgliedes 503a der vorliegenden Erfindung. Die Teile dieses Handgliedes 503a, die die gleichen sind oder ähnliche sind, wie jene, die beim Handglied 503 in 5 gezeigt wurden, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und ihre detaillierte Erklärung wird weggelassen. Die Unterschiede zwischen den Handgliedern, die in 5 und in 8 gezeigt sind, sind, dass der Aufnahmeabschnitt 511 des Handgliedes 503a einen Längsausschnitt 560 und einen Vorsprungsabschnitt 561 auf der Oberseite des Handgriffteils 551 hat. Die Anwesenheit des Ausschnittes 560 bewirkt, dass die Ablauföffnung 517 in zwei Abschnitte aufgeteilt wird, und jede der Öffnungen 517 ist mit einer verjüngten Ablauffläche P versehen.
Entsprechend dem in 8 dargestellten Handglied werden zusätzlich zu den Vorteilen, die mit dem in 5 gezeigten Handglied assoziiert sind, die folgenden Vorteile erreicht. Der Ausschnitt 560 verringert die Fläche der Kontaktfläche 513, wodurch der Kontaktbereich der Oberfläche 513 mit den Wafern W verringert wird, wodurch weiter die Stellen von möglichen Verunreinigungsquellen verringert werden, wie durch Staubpartikel.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die Anwesenheit des Ausschnittes 560 die Übertragung des Wafers W zu einer Wafer-Drehvorrichtung und von dieser weg erleichtert, die einen Klemmmechanismus hat, um die Wafer W zu halten. Beispielsweise erfordern die sekundäre Reinigungsvorrichtung 204 und die in 1 gezeigten Drehtrockner, dass der Wafer W in einer Klemme gehalten wird und gedreht wird, wie beispielsweise der eine, der in 9 gezeigt ist. Ein solcher Betriebsvorgang kann ausgeführt werden durch Festklemmen des Außenumfangs des Wafers W mit konzentrischen Haken 71, wie in 9 gezeigt, so dass der Wafer W gedreht werden kann. Diese Konfiguration des Handgliedes 503a ermöglicht, dass es unter den geklemmten Wafer W gebracht werden kann, indem man den Haken 71 innerhalb des Ausschnittes 560 des Handgliedes 503a anordnet, während der Wafer W in den Satz von Haken 71 geklemmt wird.
Der vorstehende Abschnitt 561 des Handgriffteils 551 dient als ein Spritzschutz, um zu verhindern, dass Flüssigkeitströpfchen, die von den Wafern W spritzen, den Roboterkörper erreichen, während das Handglied 503a den Wafer W behandelt. In diesem Ausführungsbeispiel gibt es nicht die Gefahr, dass der Roboterkörper nass wird, auch wenn die Tröpfchen vom Handglied 503a herunterfallen, und zwar wegen der Anwesenheit des Wannengliedes 50, welches unterhalb des Handgliedes 503a vorgesehen ist, das an der Armanordnung 21 der Transportvorrichtung 402 angebracht ist.
Es sei auch bemerkt, dass obwohl eine Vielzahl von Handgliedern 502–505 an jeder der zwei Transportvorrichtungen 402, 404 vorgesehen ist, die Anzahl der Handglieder für jede Anwendung ausgewählt ist, und das in manchen Fällen nur ein Handglied ausreichend sein kann. Es wäre ebenfalls klar, dass die Anzahl, die Befestigungsposition und die Form der wasserdichten Wannenglieder nicht durch die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Beispiele eingeschränkt sind. Obwohl die wasserdichte Wanne in den Ausführungsbeispielen an dem Roboterkörper festgelegt ist, kann sie bewegbar konstruiert sein, um mit der Bewegung des Handgliedes überein zu stimmen.
Es ist eine Flexibilität innerhalb des Ziels gestattet, einen Spritzschutz für den Roboterkörper und die Gelenkverbindungen und andere kritische Komponenten der Robotertransportvorrichtung zu erreichen.
Es sei auch bemerkt, dass obwohl die Anwendungen des Handgliedes in Übereinstimmung mit der Poliervorrichtung veranschaulicht wurden, es offensichtlich ist, dass die in der vorliegenden Erfindung offenbarte Transportvorrichtung jedenfalls auf andere Halbleiterverarbeitungsanwendungen angewandt werden kann, einschließlich der Photolithographie, weiter auf andere Arten von Reinigungseinrichtungen und auf Sputter-Einrichtungen.

Claims

Robotertransportvorrichtung (402, 404) zum Transport von Werkstücken (W) in einem Herstellungssystem für Halbleiterbauelemente von einem Prozessort zu einem anderen Prozessort, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: einen Roboterkörper (10); einen Werkstückhalteabschnitt (502, 503, 504, 505) zum Halten des Werkstücks; und dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner Folgendes aufweist: ein Wannenglied (50) zum Schützen des Roboterkörpers gegenüber Wasser bzw. Flüssigkeiten, wobei das Wannenglied (50) eine vorstehende Fläche besitzt, die nicht kleiner ist als der Werkstückhalteabschnitt und zwischen dem Werkstückhalteabschnitt und dem Roboterkörper (10) vorgesehen ist.
Robotertransportvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner Folgendes aufweist: eine Armanordnung (21), die ausfahrbar an dem Roboterkörper (10) befestigt ist, wobei der Werkstückhalteabschnitt an der Armanordnung befestigt ist.
Robotertransportvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Armanordnung (21) mit einem Verbindungsglied (33a, 33b) versehen ist, zum Verbinden der Armanordnung mit dem Werkstückhalteabschnitt in einer Art und Weise, in der das Wannenglied umgangen wird.
Robotertransportvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Wannenglied (50) eine vorstehende Fläche zum Abdecken einer Oberseite des Roboterkörpers besitzt.
Robotertransportvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Wannenglied (50) eine vorstehende Fläche besitzt zum Abdecken aller Verbindungs- bzw. Gelenkabschnitte (35, 37) der Armanordnung.
Robotertransportvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Roboterkörper (10) mit nicht weniger als zwei Armanordnungen (21) versehen ist.
Robotertransportvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Wannenglied (50) mit einem Drainage- bzw. Ablassrohr (51) zum Entfernen von Abwasser bzw. flüssigem Abfall versehen ist.
Robotertransportvorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Wannenglied (50) an einer Oberseite des Roboterkörpers (10) getragen wird und wobei ein zweites Wannenglied (53) an dem Außenumfang des Roboterkörpers (10) vorgesehen ist und wobei das Ablassrohr (51) in das zweite Wannenglied eingeführt ist.
Robotertransportvorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Wannenglied (50) eine Drainage- bzw. Ablaufoberfläche aufweist, die zu dem Ablassrohr (51) hin abfällt.
Robotertransportvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Roboterkörper (10) entlang eines Transportpfades bewegbar ist.
Robotertransportvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Wannenglied (50) lang gestreckt geformt ist, und zwar in einer Richtung orthogonal zu dem Transportpfad.
Robotertransportvorrichtung nach Anspruch 10, wobei ein Drainagegraben bzw. eine Ablaufrinne (57) mit einem Ablauf- bzw. Drainagerohr (59) zum Entfernen von flüssigem Abfall aus dem Wannenglied (50) entlang des Transportpfades vorgesehen ist.
Poliervorrichtung, die Folgendes aufweist: einen Polierabschnitt (100) zum Polieren von Werkstücken (W); einen Reinigungsabschnitt (200) zum Reinigen der polierten Werkstücke; einen Aufnahme- bzw. Speicherabschnitt (300) zum Aufnehmen bzw. Speichern von Werkstücken; und eine Transportvorrichtung (400) zum Transportieren von Werkstücken von einem Prozessabschnitt zu einem weiteren Prozessabschnitt, wobei die Transportvorrichtung wenigstens eine Robotertransportvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.