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    • 专利摘要:
    DieErfindung betrifft eine Roboterführungseinheitzur Bereitstellung einer Präzisionsbewegungeines Gegenstands, insbesondere zur Bereitstellung einer Präzisionsbewegungeines scheibenähnlichenElements, beispielsweise einer Wafer, wobei die Einheit ein Robotermittelumfaßt,das mindestens einen Roboterarm beinhaltet, der ein freies Endeund ein am Robotermittel befestigtes feststehendes Ende umfaßt, wobeider Roboter so ausgeführtist, daß erdas freie Ende des Arms in mindestens einer Bewegungsebene bewegt,und wobei das bereitgestellte Führungsmittelso ausgeführtist, daß eseine präziseFührungdes freien Endes des Arms in mindestens dieser Ebene bewirkt.
    公开号:DE102004008289A1
    申请号:DE200410008289
    申请日:2004-02-20
    公开日:2005-09-08
    发明作者:Ralf Dr. Tilmann
    申请人:Integrated Dynamics Engineering GmbH；
    IPC主号:B25J19-00
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Roboterführungseinheitzur Bereitstellung einer Präzisionsbewegung einesGegenstands, ein Inspektionswerkzeug zur Überprüfung einer Oberfläche einesGegenstands sowie ein Verfahren, das insbesondere in einem derartigenInspektionswerkzeug nach den Ansprüchen 1, 14 und 15 durchgeführt wird.
    [0002] Halbleiterwaferwerden mittels komplizierter mehrstufiger Verfahren in einer Reinraumumgebung hergestellt.Die Herstellung ausgeklügelterelektronischer Chips aus Wafern kann bis zu 150 Schritte umfassen.Die Technologien im Submikronbereich sind sehr empfindlich, undin jeder der vielen Stufen besteht immer die Möglichkeit eines Fehlers odereiner Fehlfunktion, die so rasch wie möglich erkannt werden muß.
    [0003] Während dergesamten Halbleiterverarbeitung werden Präzisionsbewegungssysteme, z.B.Positionierungsstufen, verwendet, so beispielsweise in Wafermeßwerkzeugenwie z.B. Mikroskope.
    [0004] Der übliche Lösungswegbesteht darin, ein in sich geschlossenes, d.h. ein in seiner Funktionunabhängiges,X-Y-Bewegungssysteminnerhalb des Meßwerkzeugszu verwenden, das überein Spannfutter verfügt,dem die Wafer vom Waferhandhabungssystem aus, das einen Roboterzum Transportieren der Wafer von einer zur nächsten Produktions- oder Inspektionsstufebeinhaltet, zugeführtwird.
    [0005] Darausergibt sich der typische Arbeitsablauf: 1.Das X-Y-Bewegungssystem bewegt sich zu einer Lastposition, in derdie Wafer 2. vom Roboter dem Spannfutter des X-Y-Bewegungssystems zugeführt wird,wonach die Wafer in das Meßwerkzeugbewegt und 3. das Meß-oder Inspektionsverfahren durchgeführt wird, und anschließend 4. das Bewegungssystem die Wafer zurück zur Ladeposition bewegt,wo sie 5. dem Handhabungssystem oder dem Roboter zugeführt wird.
    [0006] Wennman diesen Arbeitsablauf von einem Systemstandpunkt aus betrachtet,kann man erkennen, daß eszwei überflüssige Bewegungssysteme gibt,d.h. das Handhabungssystem und das X-Y-Bewegungssystem des Meßwerkzeugs.In einem so ausgeführtenHandhabungssystem hängtder Durchsatz in hohem Maßevon der Wartezeit des Meßwerkzeugsbis zur Zuführungvon Material durch die Roboterhandhabungsvorrichtung ab. Darüber hinaus seidarauf hingewiesen, daß inSystemen nach dem Stand der Technik zwei separate Bewegungssystemefür dieHandhabung und das Meßverfahrenerforderlich sind.
    [0007] Dieseund andere Nachteile haben zu den Aufgaben der vorliegenden Erfindunggeführt,die insbesondere darin bestehen, die bekannten Bewegungssystemezu vereinfachen und den Durchsatz des Produktions- und/oder Inspektionsverfahrenszu steigern.
    [0008] DieLösungim Rahmen der Erfindung ergibt sich aus dem in den unabhängigen Ansprüchen definiertenApparat. Weitere Verbesserungen und vorteilhafte Entwicklungen sindBestandteile der jeweiligen abhängigenAnsprüche.
    [0009] Somitbetrifft die Erfindung im allgemeinen eine Roboterführungseinheitzur Bereitstellung einer Präzisionsbewegungeines Gegenstands, insbesondere zur Bereitstellung einer Präzisionsbewegungeines scheibenähnlichenElements, beispielsweise einer Wafer, wobei die Einheit ein Robotermittelumfaßt,das mindestens einen Roboterarm beinhaltet, der ein freies Endeund ein am Robotermittel befestigtes feststehendes Ende umfaßt, wobeider Roboter so ausgeführtist, daß erdas freie Ende des Arms mindestens in einer Bewegungsebene bewegt,und wobei ein Führungsmittelbereitgestellt ist, das so ausgeführt ist, daß es eine präzise Führung desfreien Endes des Arms mindestens in dieser Ebene bewirkt.
    [0010] Aufdiese Weise bietet die Erfindung erstmals die Möglichkeit, den in jedem Waferhandhabungssystemvorhandenen Roboter auch als ein Bewegungssystem für Meßwerkzeugezu verwenden, so daß dieNotwendigkeit eines gesonderten Bewegungssystems innerhalb des Meßwerkzeugsentfällt. Ineiner äußerst vorteilhaftenWeise werden dadurch die Kosten gesenkt, und die Zykluszeit für eine Messungder Wafer wird aufgrund der Zeit, die durch die nicht vorhandeneWaferübertragungvom Handhabungssystem zum Meßbewegungssystemeingespart wird, ebenfalls reduziert. Zusätzlich sei darauf hingewiesen,daß imRahmen der vorliegenden Erfindung Handhabungsroboter in verschiedenenAusführungen,wie beispielsweise SCARA-Roboter oder lineare Roboter, eingesetztwerden können.
    [0011] Abhängig vomBewegungssystem des Roboters, d.h. ob der Roboter ein polares Koordinatensystemmit einer Linearradius- oderR-Bewegungsachse und einer Drehstufen- oder Thetabewegungsachse(R-Theta) hat, oder ob er ein Kartesisches Koordinatensystem für eine X-Y-Bewegunghat, wird ein Führungsmittelbereitgestellt, das vorteilhafterweise eine oder zwei oder sogarnoch mehr Präzisionsbewegungs-oder Führungsachsenumfaßt.Es wird somit sichergestellt, daß das Ende des Roboterarms oderein Endeffektormittel, das am Ende des Roboterarms befestigt ist,um den Gegenstand oder das scheibenähnliche Element an diesem Endeaufzunehmen und zu halten, gezwungen wird, sich exakt entlang derjeweiligen Achse zu bewegen, weil ansonsten die Bewegung des Endeffektorsdie Präzisionserfordernisseeiner Abtastung, beispielsweise im Innern eines Mikroskops, nichterfüllenwürde.Im Falle eines R-Theta-Systems ist allgemein eine Bewegungsachseausreichend. Wenn ein X-Y-Bewegungssystem verwendet wird, stehenzwei übereinanderangeordnete lineare Achsen zur Verfügung. Die Bewegungsrichtungdieser Achsen ist um 90° versetzt,so daß sichein Kartesisches Koordinatensystem ergibt.
    [0012] DieWahl des Bewegungssystems wirkt sich auch auf die Wahl eines entsprechendenEndeffektormittels aus. Wenn daher beispielsweise im Rahmen dieserErfindung ein SCARA-Roboter mit einem R-Theta-Bewegungssystem verwendetwird, ist der Endeffektor vorteilhafterweise so ausgeführt, daß er dasscheibenähnlicheElement um seine Drehachse drehen kann. Ein solcher Endeffektorist in der WO 02/02282 A1 beschrieben, die zu Bezugszwecken Bestandteildieser Patentschrift ist.
    [0013] Somitersetzt der Endeffektor in äußerst vorteilhafterWeise die Bewegung einer separaten Drehstufe, die ansonsten erforderlichwäre. Darüber hinausist es dadurch möglich,die Abhängigkeitder Winkelorientierung des Drehgelenks und somit diejenige des Endeffektorseines SCARA-Roboters problemlos auszuschließen. Die erwähnte Abhängigkeit ergibtsich aus der Tatsache, daß dieEndeffektoren solcher Roboter immer radial im Verhältnis zurTheta-Achse orientiert sind.
    [0014] Eineandere erfindungsgemäße Weiterentwicklungbetrifft die Bereitstellung eines flexiblen Montagemechanismus,mit dem das Ende des Roboterarms und/oder das Endeffektormittelam Führungsmittelentfernbar montiert werden kann. Der Montagemechanismus umfaßt vorzugsweiseeine pneumatische Verriegelung, die an einer Seite oder an der Oberseiteeiner Stufe angeordnet ist, während dieandere Seite der Stufe Gleitmittel umfaßt. Die Gleitmittel können Lagerin einer beliebigen bekannten Ausführung beinhalten, beispielsweiseKreuzrollenlager, profilierte Führungenmit Umlaufkugelkonsolen oder sogar Luftlager. Diese Gleitmittelwirken mit an einem Montageelement angeordneten Schienen zusammen,um die Stufe und somit das Ende des Roboterarms oder den Endeffektorpräzisezu führen.
    [0015] Wennder erfindungsgemäße Montagemechanismusdarüberhinaus auf Wunsch einen Drehfreiheitsgrad besitzt, der es zuläßt, denEndeffektor in eine Veriegelungsposition zu drehen, eröffnet dies auchdie Möglichkeit,die Abhängigkeitder Winkelorientierung des Drehgelenks und somit diejenige des Endeffektors,wie vorstehend beschrieben, auszuschalten.
    [0016] Gemäß einerbevorzugten Ausführungsform derErfindung wird das freie Ende des Roboterarms vom erfindungsgemäßen Führungsmittelpassiv geführt.Dies bedeutet, daß lediglichdas Robotermittel die Antriebskraft für die Bewegung des geführten freienEndes des Roboterarms bzw. des Endeffektors bereitstellt. Dies schließt ein,daß lediglichdie Motoren und die Positionsrückmeldeelementedes Roboters fürdas Bewegungsverfahren verwendet werden.
    [0017] Umeine noch weitere Verbesserung des Bewegungssystems der erfindungsgemäßen Einheitzu erreichen, umfaßtdas Führungsmittelzusätzliche Codiererfür einsekundäresPositionierungsrückmeldesystem.Somit ergibt sich durch die Verwendung eines geschlossenen Regelkreisesfür dieStufenposition keine Möglichkeitdaß dieStufe verlorengeht. Präzisionsbewegungssystembedeutet in dieser Hinsicht, daß dieStufe in einem Toleranzband von 2 bis 3 im pro 100 mm geführt wird.
    [0018] Esist natürlichmöglich,daß dasFührungsmittelselbst einen internen Antrieb beinhaltet. In diesem Fall kann beispielsweiseder Roboter als ein Bewegungsregler eingesetzt werden, der seineigenes internes Rückmeldesystemverwendet, um den Positionsregelkreis zu schließen. Somit besteht vorteilhafterweisekein Bedarf an einer zusätzlichen Schnittstellefür denVerfahrensregler. Darüberhinaus wird die Regelprogrammierung vereinfacht, weil der Roboterund das Meßbewegungssystemdie gleiche Regelsprache verwenden.
    [0019] Gemäß einerzusätzlichenweiteren Entwicklung im Rahmen der Erfindung ist darüber hinausvorgesehen, daß dasFührungsmittelein in sich geschlossenes Bewegungssystem beinhaltet, wie es vonXYZ-Stufen von Mikroskopen bekannt ist, wobei Mittel zur Verfügung stehen,die insbesondere eine vollständigemechanische Entkopplung des Endeffektors vom Roboterarm zulassen.Es sei darauf hingewiesen, daß derRoboter auch in dieser Ausführungsformeine wichtige Rolle spielt. In dieser Hinsicht kann der Roboterbeispielsweise noch die Drehbewegung des scheibenähnlichenElements oder der Wafer an einem entsprechenden Endeffektor (siehe oben)sowie die Regelelektronik zur Verfügung stellen, so daß die Kostenreduziert und die Auslegung des Systems vereinfacht werden. DieEnergieversorgung wird jedoch überden Verriegelungsmechanismus bereitgestellt.
    [0020] Eineandere Aufgabe der Erfindung besteht darin, zur Überprüfung einer Oberfläche einesGegenstands, insbesondere zur Überprüfung einer Oberfläche einesscheibenähnlichenElements, beispielsweise einer Wafer, ein Inspektionswerkzeug, daseine Inspektionsvorrichtung zur Überprüfung des Gegenstandsumfaßt,sowie eine Einheit, wie vorstehend beschrieben, zum Positionierenund Ausrichten des Gegenstands innerhalb der Inspektionsvorrichtungbereitzustellen.
    [0021] Darüber hinausbeinhaltet der Schutzbereich der Erfindung ein Verfahren, das insbesondereim erfindungsgemäßen Inspektionswerkzeugdurchgeführtwird, bei dem ein Endeffektor eines Roboters, der ein scheibenähnlichesElement oder eine Wafer in einer definierten Position hält, an einemFührungsmittelbefestigt ist, das eine Bewegungsachse umfaßt, die bei einer angetriebenenBewegung des Führungsmittelszu einer solchen Bewegung des Endeffektors hin zum Inspektionswerkzeugund im Innern davon führt,daß eineOberflächenüberprüfungsabtastungdes scheibenähnlichenElements durchgeführtwerden kann, wobei der Endeffektor nach erfolgter Inspektion zurück in diedefinierte Position bewegt wird. In dieser Position wird der Endeffektor vomFührungsmittelgelöst,so daß sichder Roboter mit seinem Endeffektor nach erfolgtem Lösen zur nächsten Stationim Produktions- oder Inspektionsverfahren bewegen kann.
    [0022] DieErfindung mit ihren zusätzlichenMerkmalen und Vorteilen wird durch die nachstehende Beschreibungam besten verdeutlicht. Bei den Zeichnungen sind:
    [0023] 1 eine Übersichtder wesentlichen Teile der erfindungsgemäßen Roboterführungseinheit;
    [0024] 2 eineSchnittansicht A-A (siehe 4) einerAusführungsformeiner erfindungsgemäßen Endeffektorverriegelungoder eines erfindungsgemäßen Endeffektorverriegelungsmechanismus;
    [0025] 3 eineSchnittansicht des Positionsfixierungselements, das vom Verriegelungsmechanismus gemäß 2 verwendetwird;
    [0026] 4 eineDraufsicht des Verriegelungsmechanismus der 2 und 5;
    [0027] 5 Schnittansichten B-B (siehe 4) derAusführungsformder 2 des erfindungsgemäßen Verriegelungsmechanismus,wobei 5A den Mechanismus in der verriegeltenPosition und 5B den Mechanismus in der nichtverriegelten Position zeigt;
    [0028] 6 eineAnsicht der in ein Gestell eingebauten erfindungsgemäßen Einheit.
    [0029] 1 zeigtein Beispiel einer Ausführungsformder erfindungsgemäßen Roboterführungseinheit 1.Die Einheit umfaßtzwei Hauptbauteile, nämlicheinen Roboterkörper 2 undeinen Führungsapparatoder ein Führungsmittel 3.Der dargestellte Roboter 2 ist ein SCARA-Roboter. Er beinhalteteinen Körper 4,einen Roboterarm 5 und einen Endeffektor 6, dereine Wafer 7 hält.Der Roboterkörper 2 beinhaltet Motorantriebezum Antrieb des Roboterarms 5 und des Endeffektors 6,sowie einen Roboterregler, die beide in 1 nichtdargestellt sind. Der Endeffektor 6 wird verwendet, umdie Wafer 7 zu ergreifen und zu halten, und der Roboterarm 5,der verschiedene Motoren und mechanische Mechanismen beinhaltet,die in den Figuren nicht dargestellt sind, bewegt den Endeffektor 6 unddie von ihm gehaltene Wafer 7 innerhalb des Inspektions-oder Produktionsverfahrens von einer Station zu einer anderen.
    [0030] Für die Handhabungeiner einzelnen Wafer in einem Halbleiterwerk verfügt der Roboter 2 typischerweise über dreiPositionierungsachsen. Eine Achse, Z-Achse genannt, dient dazu,die Wafer 7 mit seinem Arm vertikal nach oben und nachunten zu bewegen, und mindestens zwei weitere Achsen, typischerweiseeine Theta-Achse und eine R-Achse, dienen dazu, die Wafer im Rahmendes Produktionsverfahrens horizontal von einer Station zu eineranderen zu bewegen. Roboter in diesen Ausführungen sind auf diesem Fachgebietbekannt und werden nachstehend nicht ausführlicher beschrieben.
    [0031] Gemäß der Ausführungsformder 1 ist der Endeffektor 6 über eineEndeffektorverriegelung 8 am Führungsapparat 3 befestigt.Der Führungsapparatist zu diesem Zweck als eine lineare Führung ausgebildet, die Teileines (in 1 nicht dargestellten) Meßwerkzeugsist. Er umfaßteine Stufe 9, an deren Oberseite das passende Gegenstück der Endeffektorverriegelung 8 befestigtist. An der unteren Seite der Stufe sind lineare Gleiter 10 vorgesehen. DieseGleiter 10, die als Bewegungs- und Führungsgegenstück ausgebildetsind, wirken mit einem Paar paralleler Laufschienen 12 zusammen,die auf einer Platte 11 angeordnet sind. Die Gleiter 10,die in beliebiger bekannter Weise ausgeführt sein können, beinhalten Kreuzrollenlager,profilierte Führungenmit Umlaufkugelkonsolen oder sogar Luftlager. Die lineare Führung 3,wie in 1 dargestellt, ist vom Standpunkt der Funktionaus betrachtet eine passive Führung,die den Endeffektor 6 zwingt, sich in einer geraden Liniezu bewegen, so daß einevom Roboter 2 angetriebene präzise lineare Bewegung des Endeffektors 6 imInnern eines Meßwerkzeugs,beispielsweise eines (nicht dargestellten) Mikroskops, bereitgestelltwird, wodurch sichergestellt wird, daß die Oberfläche derWafer 7 währendder Bewegung in einer definierten räumlichen Orientierung verbleibt.
    [0032] Für eine vollständige Abtastung,d.h. um jeden Punkt auf der Waferoberfläche im Verhältnis zu einem stationären äußeren Betrachtungspunktim Innern des Meßwerkzeugszu erreichen, ist eine einzelne lineare Bewegung nicht ausreichend.Gemäß der Erfindungwird dieses Problem im Hinblick auf die in 1 dargestellteAusführungsformdadurch gelöst, daß ein Endeffektor 6 verwendetwird, der die aufgenommene Wafer 7 um die Symmetrieachseder Wafer drehen kann, die einen Winkel von 90° zur Oberfläche aufweist. Ein solcher Endeffektor 6 istbeispielsweise in der WO 02/02282 A1 beschrieben, die zu BezugszweckenBestandteil dieser Patentschrift ist. Die Anwendung eines solchenEndeffektors 6 hat den weiteren Vorteil, daß kein Bedarfmehr an einem freistehenden Vorausrichter besteht, da der Endeffektor 6 dieWafer vorausrichten kann, währender sie von einer Station zu einer anderen bewegt.
    [0033] Einanderes wesentliches Teil der erfindungsgemäßen Einheit oder des erfindungsgemäßen Führungsmittels 3 istdie Endeffektorverriegelung oder der Endeffektorverriegelungsmechanismus 8,wie bereits vorstehend erwähnt.Eine detaillierte Ansicht einer möglichen Ausführungsformgemäß der Erfindungist aus 2 ersichtlich. Der Verriegelungsmechanismus 8 isteine kinematische Vorrichtung in Form einer pneumatischen Verriegelung,die die Stufe 9 mit dem Endeffektor 6 entfernbarverbindet, wobei der Endeffektor 6 mit der Stufe 9 dadurch verriegeltwird, daß diepneumatische Verriegelung mit negativem Druck beaufschlagt wird.Eine mit negativem Druck arbeitende Verriegelung ist in einer Reinraumumgebungbesonders vorteilhaft.
    [0034] DerVerriegelungsmechanismus 8 beinhaltet drei wesentlicheTeile, nämlicheine Stufenplatte 13, die an der Stufe 9 befestigtist, ein Verriegelungselement 14, das die größeren Teileder Verriegelung 8 umfaßt und nachstehend ausführlich beschrieben wird.Das Verriegelungselement 14 ist an der Endeffektorplatte 16 befestigt,die sich an der Unterseite des Endeffektorgehäuses 15 (1)befindet, wobei die passend ausgeführten Oberflächen alspräzisionsflacheFlächenausgeführtsind. Die Endeffektorplatte 16 ist am Verriegelungselement 14 über Schraubenbefestigt, die in die Schraubenlöcher 17, diesich durch die Endeffektorplatte erstrecken und in Grundlöchern desVerriegelungselements 14 enden, eingesetzt sind.
    [0035] DasVerriegelungselement bildet zusammen mit der Endeffektorplatte einhohles Element 18. Das hohle Element 18 ist durchdie Membran 19 in eine obere und eine untere Kammer 18' bzw. 18'' unterteilt. Die Membran 19 dientals luftdichte Abdichtung zwischen den beiden Kammern. Im Zentrumdes Verriegelungselements ist eine hohle Führung 20 vorgesehen.Die hohle Führung 20 istTeil des Verriegelungselements und umfaßt ein Durchgangsloch 20', in dem einKonusverriegelungsstift 21 bewegbar untergebracht ist.An seinem unteren Ende schiebt sich der Stift 21 durchdie Membran 19 und umfaßt die Platten 24' und 24'', die ein hartes Zentrum 24 bilden, zwischendem sich die Membran 19 befindet. In dieser Hinsicht liegtdie Platte 24'' im Innern derKammer 18'' und die Platte 24' im Innern derKammer 18'.
    [0036] Inseinem unteren Teil beinhaltet der Konusverriegelungsstift 21 einBlindloch 23, das den oberen Teil der Feder 22 aufnimmt.Die Feder 22 fügt sichan den Boden des Blindlochs 23 an und ist durch die Endeffektorplatte 16 abgestützt. Fallsder Verriegelungsmechanismus nicht mit negativem Druck beaufschlagtwird, hältdie Feder 22 den Konusverriegelungsstift in einer Gleichgewichtsposition,wie aus 2 ersichtlich.
    [0037] Diehohle Führung 20 istam oberen Ende des Verriegelungselements 14 vom Verriegelungsring 25 umgeben,der in eine Nut eingebettet ist, die sich an der Oberseite des Verriegelungselements 14 befindet.Die Dicke des Rings 25 schließt bündig mit der Oberseite desVerriegelungselements 14 ab, mit der Ausnahme, daß an derInnenseite des Verriegelungsrings 25 eine Ringnase oder-kante 26 vorgesehen ist, die aus der Oberfläche herausragt.Der Außendurchmesserder Kante 26 entspricht dem Innendurchmesser des Stufenplattenlochs 27.Somit bewirkt die Kante 26, daß die Stufenplatte 13 indie Verriegelungsposition des Verriegelungsmechanismus 8 hineinzentriert wird. Das Stufenplattenloch 27 bildet zusammenmit den Käfigelementen 29 derhohlen Führung 20 Käfige für Verriegelungskugeln 28.In dieser Ausführungsformsind insgesamt drei Verriegelungskugeln in einer Distanz von 120° vorgesehen.
    [0038] Darüber hinausist ein Positionsfixierungsmechanismus 31 vorgesehen. Erumfaßtdrei Positionsfixierungselemente. Diese Elemente 31 sindam äußeren Ringdes Verriegelungselements 14 (siehe 4) an seinerOberseite vorgesehen und befinden sich somit zwischen der Oberseitedes Verriegelungselements 14 und der Stufenplatte 13.Die Positionsfixierungselemente beinhalten Blindlöcher, in denensich Stifte 32 befinden. Die Blindlöcher sind durch Keilnuten 33 inder oberen Oberflächedes Verriegelungselements 14 in einer Distanz von 120° (siehe 4)gebildet, wobei die Orientierung der Keilnuten derjenigen der Verriegelungskugeln 28 oder derKäfigelemente 29 entspricht,sowie durch Kanäle innerhalbder Unterseite der Stufenplatte 13 gebildet, wobei dieseKanälein der Näheder Keilnuten 33 vorgesehen sind. Der Positionsfixierungsmechanismus 31 dientin seiner Funktion dem Zweck, im eingebauten Zustand des erfindungsgemäßen Verriegelungsmechanismus 8 für eine definierteOrientierung zwischen dem Verriegelungselement 14 und derStufenplatte 13 zu sorgen.
    [0039] Hinsichtlichder Funktion des erfindungsgemäßen Verriegelungsmechanismus 8 wirdnunmehr auf die 5A und 5B Bezuggenommen. 5A zeigt die Verriegelung 8 inihrer verriegelten Position. In diesem Fall wird die Kammer 18'' druckbeaufschlagt. Somit wirdeine Aufwärtsbewegung desKonusverriegelungsstifts 21 erzielt. In seiner oberen Positionschiebt der Konus des Konusverriegelungsstifts 21 die Käfigelemente 29 zurSeite. Dadurch werden wiederum die Verriegelungskugeln 28 nachunten auf die Kante 26 des Verriegelungsrings 25 gedrückt, sodaß dieStufenplatte 13 auf diesem Wege mit dem Verriegelungselement 14 verriegelt wird.
    [0040] Derumgekehrte Vorgang ist in 5B dargestellt.Daraus ist ersichtlich, daß nichtdie Kammer 18'', sondern dieKammer 18' mitnegativem Druck beaufschlagt wird, so daß der Konusverriegelungsstift 21 nachunten geschoben wird und die Verriegelung 8 öffnet.
    [0041] Dererfindungsgemäße Verriegelungsmechanismusläßt es vorteilhafterweisezu, fürden Endeffektor 6 eine wiederholbare Position sowie eineexakt wiederholbare räumlicheOrientierung einzurichten, wodurch sichergestellt wird, daß die Waferoberfläche 7 immerparallel zur Richtung der linearen Führung verläuft. Die Erfindung ist natürlich nichtauf pneumatische Verriegelungen beschränkt, wie vorstehend beschrieben,sondern es kann auch eine elektromechanische oder magnetische Verriegelung vorgesehenwerden. Es sei darauf hingewiesen, daß selbst die Schwerkraft ausreichenkönnte.
    [0042] 6 zeigtdie in ein Gestell 34 eingebaute erfindungsgemäße Einheit.Das Gestell 34 umfaßtan seiner Vorderseite eine Ladeöffnungfür FOUPs,d.h. eine an der Vorderseite vorgesehene Einheitsablage 35,und an seiner Rückseitedie erfindungsgemäße Führung 3 zurpräzisenFührungdes Endes des Roboterarms 5 bzw. des Endeffektors 6.Somit ersetzt die erfindungsgemäße Führung 3 eineherkömmliche XY-Stufe, in der derRoboter 2 normalerweise die Wafer 4 für einenbeliebigen Zweck plazieren würde. Natürlich kanndas Gestell 34 als eine Gesamtheit oder mindestens dieerfindungsgemäße Führung 3 in vibrationsisolierterAusführungvorgesehen werden.
    权利要求:
    Claims (16)
    [1] Roboterführungseinheitzur Bereitstellung einer Präzisionsbewegungeines Gegenstands, insbesondere zur Bereitstellung einer Präzisionsbewegungeines scheibenähnlichenElements, beispielsweise einer Wafer, wobei die Einheit ein Robotermittelumfaßt,das mindestens einen Roboterarm beinhaltet, der ein freies Endeund ein am Robotermittel befestigtes feststehendes Ende umfaßt, wobeider Roboter so ausgeführtist, daß erdas freie Ende des Arms in mindestens einer Bewegungsebene bewegt, dadurchgekennzeichnet, daß dieEinheit weiterhin ein Führungsmittelumfaßt,das so ausgeführtist, daß eseine präziseFührungdes freien Endes dieses Arms in mindestens dieser Ebene bereitstellt.
    [2] Einheit nach Anspruch 1, bei der das Führungsmittelmindestens eine Führungsachseumfaßt.
    [3] Einheit nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Roboterarman seinem freien Ende ein Endeffektormittel zum Aufnehmen und Haltendes Gegenstands oder des scheibenähnlichen Elements umfaßt.
    [4] Einheit nach Anspruch 3, bei der das Endeffektormittelso ausgeführtist, daß esdas scheibenähnlicheElement um eine Achse dreht, die senkrecht zu seiner Oberfläche unddurch seinen Mittelpunkt verläuft.
    [5] Einheit nach einem der vorstehend aufgeführten Ansprüche, beider das Führungsmitteleinen Montagemechanismus zur Montage des Endes des Arms und/oderdes Endeffektormittels am Führungsmittelumfaßt.
    [6] Einheit nach Anspruch 5, bei der der Mechanismusso ausgeführtist, daß erden Endeffektor in eine Verriegelungsposition dreht.
    [7] Einheit nach einem der vorstehend aufgeführten Ansprüche, beider das Führungsmitteleine zwei Seiten beinhaltende Stufe umfaßt, wobei der Montagemechanismusan einer dieser Seiten befestigt ist.
    [8] Einheit nach Anspruch 7, bei der die Stufe ein Gleitmittelan ihrer unteren Seite umfaßt.
    [9] Einheit nach einem der vorstehend aufgeführten Ansprüche, beider das Führungsmittelein Führungsschienenbeinhaltendes Montageelement zum Zusammenwirken mit dem Gleitmittelumfaßt.
    [10] Einheit nach einem der vorstehend aufgeführten Ansprüche, beider das Führungsmitteldas freie Ende des Roboterarms passiv führt.
    [11] Einheit nach einem der vorstehend aufgeführten Ansprüche, beider das FührungsmittelCodierer fürein Positionierungsrückmeldesystemumfaßt.
    [12] Einheit nach einem der vorstehend aufgeführten Ansprüche, beider das Führungsmitteleinen internen Antrieb beinhaltet.
    [13] Einheit nach einem der vorstehend aufgeführten Ansprüche, beider das Endeffektormittel entkoppelbar am freien Ende des Roboterarmsmontiert ist.
    [14] Inspektionswerkzeug zur Überprüfung einer Oberfläche einesGegenstands, insbesondere zur Überprüfung einerWaferoberfläche,das eine Inspektionsvorrichtung zur Überprüfung des Gegenstands sowieein Führungsmitteloder eine Einheit nach einem der vorstehend definierten Ansprüche zurPositionierung und Ausrichtung des Gegenstands innerhalb der Inspektionsvorrichtungumfaßt.
    [15] Verfahren, das insbesondere mit einem Inspektionswerkzeugnach Anspruch 14 durchgeführt wird,bei dem ein Endeffektor eines Roboters, der ein scheibenähnlichesElement mit einer Oberflächein einer definierten Position hält,entfernbar am Führungsmittelbefestigt ist, das eine Bewegungsachse umfaßt, die bei einer angetriebenenBewegung des Führungsmittelszu einer Präzisionsbewegungdes Endeffektors hin zum Inspektionswerkzeug und im Innern davonentlang mindestens einer Bewegungsachse führt (so daß die Oberfläche desscheibenähnlichenElements auf der Basis dieser Bewegung abgetastet werden kann).
    [16] Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der Endeffektornach erfolgter Überprüfung zurück zur definiertenPosition bewegt wird, so daß derEndeffektor in dieser Position vom Führungsmittel gelöst wird.
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    US5135349A|1992-08-04|Robotic handling system
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP1566244A1|2005-08-24|
    US20050183533A1|2005-08-25|
    JP2005236306A|2005-09-02|
    DE602004020442D1|2009-05-20|
    DE102004008289B4|2006-07-27|
    JP4436772B2|2010-03-24|
    KR20050083002A|2005-08-24|
    US7264436B2|2007-09-04|
    EP1566244B1|2009-04-08|
    KR100759582B1|2007-09-18|
    TWI271289B|2007-01-21|
    TW200528247A|2005-09-01|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    GB2220100A|1988-05-26|1989-12-28|Galai Lab Ltd|Wafer inspection system|
    US5135349A|1990-05-17|1992-08-04|Cybeq Systems, Inc.|Robotic handling system|
    US5288199A|1991-10-03|1994-02-22|Seiko Seiki Kabushiki Kaisha|Transporting device of magnetically floating type|
    WO1997010078A1|1995-09-13|1997-03-20|Silicon Valley Group, Inc.|Multi-stage telescoping structure|
    EP1147863A2|2000-04-20|2001-10-24|Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha|Vertikal teleskopischer Roboter|
    WO2002002282A1|2000-07-05|2002-01-10|Integrated Dynamics Engineering, Inc.|Edge-gripping pre-aligner|
    EP1464455A1|2001-12-04|2004-10-06|Rorze Corporation|Skalarroboter zum tragen flacher plattenförmiger objekte und system zur verarbeitung flacher plattenförmiger objekte|DE102009033586A1|2009-07-16|2011-01-20|Rena Gmbh|Strapless handling system|US4523100A|1982-08-11|1985-06-11|R & D Associates|Optical vernier positioning for robot arm|
    US6109677A|1998-05-28|2000-08-29|Sez North America, Inc.|Apparatus for handling and transporting plate like substrates|
    US7129694B2|2002-05-23|2006-10-31|Applied Materials, Inc.|Large substrate test system|
    US6910847B1|2002-07-19|2005-06-28|Nanometrics Incorporated|Precision polar coordinate stage|JP4694436B2|2006-07-28|2011-06-08|株式会社ダイヘン|搬送ロボット|
    JP4955447B2|2007-04-26|2012-06-20|株式会社ダイヘン|搬送装置|
    TWI379748B|2007-07-20|2012-12-21|Applied Materials Inc|Dual-mode robot systems,substrate transfer apparatus and methods for electronic device manufacturing, and method of calibrating|
    US8157497B2|2008-05-06|2012-04-17|Kennametal Inc.|Method and loader apparatus for TEM machine work chamber device|
    US8202473B2|2008-05-06|2012-06-19|Kennametal Inc.|Framed TEM machine and method of operating same|
    US8457791B2|2009-03-10|2013-06-04|GM Global Technology Operations LLC|Method for dynamically controlling a robotic arm|
    US9682484B2|2009-07-24|2017-06-20|GM Global Technology Operations LLC|Counterbalance mechanism for end-effector configuration and method of use|
    US8989898B2|2009-10-22|2015-03-24|Electroimpact, Inc.|Robotic manufacturing system with accurate control|
    JP2011104695A|2009-11-16|2011-06-02|Ulvac Japan Ltd|ロボットアーム及び搬送装置|
    GB2486486A|2010-12-17|2012-06-20|Uhv Design Ltd|Work piece transfer mechanism with a linear stroke|
    TWI481488B|2012-04-09|2015-04-21|Intelligence Develop Engineering Aid Ltd|機械手臂操控動作重現方法|
    KR101848348B1|2016-06-07|2018-04-17|주식회사 예섬|탄소섬유복합바디 및 그 제작방법 및 그것을 이용한 로봇의 엔드이펙터|
    US10589949B2|2016-09-15|2020-03-17|Dishcraft Robotics, Inc.|Robotic manipulation using reusable, independent tags|
    JP1612766S|2018-03-29|2018-09-03|||
    JP1612908S|2018-03-29|2018-09-03|||
    JP1619125S|2018-03-29|2018-11-26|||
    USD892881S1|2018-03-29|2020-08-11|Daihen Corporation|Power transmission unit and power receiving unit of an industrial robot arm|
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    DE200410008289|DE102004008289B4|2004-02-20|2004-02-20|Roboterführungseinheit zur Bereitstellung einer Präzisionsbewegung eines Gegenstands|DE200410008289| DE102004008289B4|2004-02-20|2004-02-20|Roboterführungseinheit zur Bereitstellung einer Präzisionsbewegung eines Gegenstands|
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    EP20040018798| EP1566244B1|2004-02-20|2004-08-07|Roboter-Führungsvorrichtung zur präzisen Bewegung eines Gegenstandes|
    TW93125172A| TWI271289B|2004-02-20|2004-08-20|Robot-guidance assembly for providing a precision motion of an object|
    KR20040080116A| KR100759582B1|2004-02-20|2004-10-07|물체의 정밀 이동을 제공하기 위한 로봇-안내 조립체|
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    JP2005043849A| JP4436772B2|2004-02-20|2005-02-21|物体の正確な運動を提供するためのロボット案内組立体|
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