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TWI764916B - 基板輸送裝置、成膜裝置以及基板輸送方法 - Google Patents

基板輸送裝置、成膜裝置以及基板輸送方法 Download PDF

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TWI764916B
TWI764916B TW106128189A TW106128189A TWI764916B TW I764916 B TWI764916 B TW I764916B TW 106128189 A TW106128189 A TW 106128189A TW 106128189 A TW106128189 A TW 106128189A TW I764916 B TWI764916 B TW I764916B
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workpiece
holding surface
hand
substrate
holding
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TW106128189A
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TW201807773A (zh
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石黑裕太郎
久保純也
澤田公平
秋丸健一
Original Assignee
日商愛發科股份有限公司
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    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本發明使手部與基板支承用具之間的基板輸送精度更加穩定。根據本發明提出的一種實施方式的基板輸送裝置具備機器人主體、距離感測器和控制裝置；其中，所述機器人主體包括手部和多關節臂，所述手部具有至少1個能夠保持工件的保持面，所述多關節臂與所述手部相連結；所述距離感測器設置在所述機器人主體上，對於具有用於載置所述工件的圓形或矩形的載置面的基板支承用具，光學性地測量以所述載置面為基準預先設定的檢測點的至少3個點的三維座標；所述控制裝置根據由所述距離感測器取得的各所述三維座標，算出所述載置面的中心座標，控制由所述載置面和所述保持面構成的角度。

Description

基板輸送裝置、成膜裝置以及基板輸送方法
本發明涉及一種能夠輸送基板的基板輸送裝置、成膜裝置以及基板輸送方法。
在成膜裝置中，有將多個基板設置在支承保持件上，邊使支承保持件與成膜源相對置，邊進行成膜的成膜裝置。在這種成膜裝置中，有將基板放置在多個設置於支承保持件的基板支承用具上，邊使支承保持件與成膜源相對置，邊進行成膜的成膜裝置(例如參照專利文獻1)。例如在成膜前利用手臂部將基板載置到各基板支承用具上。
專利文獻1：日本特開2012-140681號公報
但是，與附著在支承保持件上的膜的應力和外加於支承保持件的熱量等相對應地，支承保持件的歪曲的程度有時隨著時間變化。相應地，設置在支承保持件上的基板支承用具的空間上的傾斜有時也隨著時間變化。結果，手臂部與基板支承用具所構成的角度隨著時間變化，手臂部與基板支承用具之間的基板輸送精度有時不穩定。
有鑑於現有技術存在以上所述的情況，本發明的目的在於提出能夠獲得手部與基板支承用具之間的穩定的基板輸送精度的基板輸送裝置、成膜裝置以及基板輸送方法。
為了達到本發明的目的，本發明提出的一種實施方式的基板輸送裝置具備機器人主體、距離感測器和控制裝置。
所述機器人主體包括手部和多關節臂，手部具有至少1個能夠保持工件的保持面。多關節臂與所述手部相連結。
所述距離感測器是設置在所述機器人主體上且射出鐳射，並以不被所述工件覆蓋的方式設置於所述保持面的距離傳感器，所述距離傳感器對於以可拆卸的方式支承在支承保持件上的具有用於載置所述工件的圓形或矩形的載置面的基板支承用具，所述距離感測器通過檢測與所述保持面垂直地射出的所述鐳射的來自以所述載置面為基準預先設定的位於各所述基板支承用具上的檢測點的反射強度來測量所述檢測點的至少3個點的三維座標。
所述控制裝置根據由所述距離感測器取得的各所述三維座標，算出所述載置面的中心座標，控制由所述載置面和所述保持面構成的角度。
由此，手部與基板支承用具之間的基板輸送更加穩定。
在所述的基板輸送裝置中，所述控制裝置也可以將所述機器人主體控制為使所述保持面與所述載置面基本平行，並且在從所述載置面向所述保持面的方向上，使所述載置面的中心與所述保持面保持著所述工件時的所述工件的中心重合。由此，利用手部將工件穩定地設置在基板支承用具上。
在所述的基板輸送裝置中，所述控制裝置算出所述載置面的中心軸，可以將所述機器人主體控制為使所述載置面的中心軸與所述保持面保持著所述工件時的所述工件的中心軸基本一致。由此，利用手部將工件穩定地設置在基板支承用具上。
在所述的基板輸送裝置中，所述保持面也可以具有第1保持面、第2保持面和第3保持面。
所述第1保持面、所述第2保持面以及所述第3保持面被配置在同一平面 內。
所述第1保持面、所述第2保持面以及所述第3保持面以能繞單軸旋轉的方式支承於所述多關節臂，所述單軸與所述平面正交。
由此，能用手部保持的工件數量變為多個，輸送時間縮短。
另外，本發明提出的一種實施方式的成膜裝置具備基板輸送裝置和成膜室。
所述基板輸送裝置具有機器人主體、距離感測器和控制裝置；所述機器人主體包括手部和多關節臂；所述手部具有至少1個能夠保持工件的保持面；所述多關節臂與所述手部相連結；所述距離感測器被設置在所述機器人主體上且射出鐳射，並以不被所述工件覆蓋的方式設置於所述保持面的距離傳感器，所述距離傳感器對於以可拆卸的方式支承在支承保持件上的具有用於載置所述工件的圓形或矩形的載置面的基板支承用具，距離感測器通過檢測與所述保持面垂直地射出的所述鐳射的來自以所述載置面為基準預先設定的位於各所述基板支承用具上的檢測點的反射強度來測量所述檢測點的至少3個點的三維座標。所述控制裝置根據由所述距離感測器取得的各所述三維座標，算出所述載置面的中心座標，控制由所述載置面和所述保持面構成的角度。
所述成膜室能夠設置所述支承保持件，並且具有與所述支承保持件相對置的成膜源。
由此，手部與基板支承用具之間的基板輸送更加穩定。
所述的成膜裝置也可以還具備能夠容納自所述成膜室輸送來的所述支承保持件的移載室，利用所述手部將所述工件輸送到所述移載室。在所述移載室，將所述工件載置在所述基板支承用具上。由此，不使成膜室開放於大氣，在移載室內將工件穩定地設置在基板支承用具上。
在所述的成膜裝置中，所述載置面也可以構成為具有開口，在所述開口，所述工件的一部分露出，所述一部分朝向所述成膜源露出。由此，能對穩定地設置在基板支承用具的載置面上的工件進行成膜處理。
另外，本發明提出的一種實施方式的基板輸送方法包含如下操作：使具有至少1個用於保持工件的保持面的手部，與以可拆卸的方式支承在支承保持件上的具有用於載置所述工件的圓形或矩形的載置面的基板支承用具相對置；使用射出鐳射並以不被所述工件覆盖的方式設置於所述保持面的距離傳感器通過檢測與所述保持面垂直地射出的所述鐳射的來自以所述載置為基準預先設定的位於各所述基板支承用具上的檢測點的反射光強度來取得所述檢測點的至少3個點的三維座標；根據各所述三維座標算出由所述載置面和所述保持面構成的角度；在所述角度處於允許範圍外的情況下，將所述保持面的角度調整為使所述保持面與所述載置面基本平行。
由此，手部與基板支承用具之間的基板輸送更加穩定。
相較於先前技術，採用本發明，能夠使手部與基板支承用具之間的基板輸送精度更加穩定。
10:成膜裝置
11:成膜室
11m:蒸發材料
11ht:爐床
11eg:電子槍
11eb:電子束
11s:閘門
12:移載室
13A、13L、13M、13N:閘閥
14A:裝料室
14B:取出室
15:輸送室
16A、16B:載物台
20:支承保持件
20c:中心軸
20h:開口
20t、30t:爪部
20s:主面
30、31:基板支承用具
30e、31e:外端
30cn、31cn:角部
30ha、30hb、31ha、31hb:開口
30c、31c:中心
30p、31p:載置面
30r:抵接面
100:基板輸送裝置
200:機器人主體
210、210B:手部
210a:第1手部
210b:第2手部
210c:第3手部
215:軸
211:保持面
211a:第1保持面
211b:第2保持面
211c:第3保持面
212:吸引墊
220:多關節臂
220t:臂前端部
230:驅動單元
300:距離感測器
400:控制裝置
S1、S2、S3:基板支承用具的狀態
W1:工件、第1工件
W2:第2工件
W3:第3工件
RP:基準點
圖1是表示本實施方式的基板輸送裝置的整體結構的概略俯視圖。
圖2是表示本實施方式的手部、基板支承用具以及支承保持件的結構的概略剖視圖。
圖3是說明本實施方式的基板輸送裝置的動作的流程圖。
圖4是用於說明本實施方式的基板輸送裝置的動作的基板支承用具以及支 承保持件的概略俯視圖。
圖5是用於說明本實施方式的基板輸送裝置的動作的基板支承用具以及支承保持件的概略剖視圖。
圖6是用於說明本實施方式的基板輸送裝置的動作的基板支承用具以及支承保持件的概略剖視圖。
圖7的A是表示本實施方式的基板支承用具的另一結構的概略俯視圖，圖7的B是該結構的概略剖視圖。
圖8是本實施方式的成膜室的概略側視圖。
圖9是本實施方式的成膜裝置的概略俯視圖。
圖10的A是表示本實施方式的手部的變形例的概略俯視圖，圖10的B是表示本實施方式的手部的變形例的概略仰視圖。
圖11的A是表示手部的動作的概略剖面圖，圖11的B是表示手部的動作的概略俯視圖。
圖12的A是表示手部的動作的概略剖面圖，圖12的B是表示手部的動作的概略俯視圖。
圖13的A是表示手部的動作的概略剖面圖，圖13的B部是表示手部的動作的概略俯視圖。
圖14的A是表示手部的動作的概略剖面圖，圖14的B是表示手部的動作的概略俯視圖。
以下，參照圖式說明本發明的實施方式。在各實施方式的圖式中，有時導入了XYZ軸坐標系。
〔基板輸送裝置的整體結構〕
圖1是表示本實施方式的基板輸送裝置的整體結構的概略俯視圖。
圖1所示的基板輸送裝置100具備機器人主體200、距離感測器300和控制裝置400。機器人主體200包括手部210、多關節臂220和驅動單元230。
在圖1中，除了表示基板輸送裝置100以外，還表示了工件W1。能夠利用手部210保持工件W1。工件W1例如是半導體晶圓。工件W1的外形例如是圓形。工件W1不限定於半導體晶圓，其種類任意。另外，工件W1的厚度、尺寸沒有特別限定。依據後述的手部210和基板支承用具30等決定工件W1的厚度、尺寸。
另外，在圖1中除了表示基板輸送裝置100以外，還表示了基板支承用具30以及支承保持件20。基板支承用具30能夠支承工件W1。利用支承保持件20支承基板支承用具30。基板支承用具30具有俯視形狀為圓形的開口30ha。基板支承用具30、支承保持件20、工件W1以及基板輸送裝置100例如處於大氣氣氛下。在大氣氣氛下利用手部210將工件W1輸送到基板支承用具30上，或者自基板支承用具30回收工件W1。
支承保持件20能將中心軸20c作為單軸在X-Y平面上旋轉。支承保持件20例如具有中心部沿Z軸方向呈凸狀隆起的圓頂型構造(見後述)。能將多個基板支承用具30設置在支承保持件20上。
手部210具有能夠保持工件W1的保持面211。手部210為板狀。在手部210的保持面211上例如設置有多個吸引墊212(例如真空吸附墊)。多個吸引墊212例如配置在三角形的頂點的位置。通過使吸引墊212與工件W1的非成膜面相接觸，吸引墊212內的壓力降低，從而能將工件W1保持在保持面211上(真空吸附)。
當手部210保持著工件W1時，保持面211與工件W1相對置。在本實施方式中，保持面211能不與工件W1相接觸地保持工件W1。例如，手部210利用吸引墊212使工件W1不與保持面211直接接觸而保持工件W1。保持面211例如 也可以是利用與工件W1的接觸來保持工件W1的保持面。例如，保持面211也可以是靜電卡盤。另外，手部210與多關節臂220的臂前端部220t相連結。與臂前端部220t相連結的手部210能夠移動至支承保持件20的中心附近。
多關節臂220是所謂的6軸機器人。手部210能夠利用多關節臂220進行3維空間內的姿勢變更。例如，利用多關節臂220的伸縮、回轉或升降等的動作使手部210伸縮、回轉或升降。即，通過使手部210與多關節臂220相連結，能使手部210例如沿X軸方向、Y軸方向以及Z軸方向的各方向進行移動，此外還能繞X軸方向、Y軸方向以及Z軸方向的各方向的軸進行旋轉。
在圖1中，作為一例，將工件W1的主面位於X-Y平面內的狀態稱為S1，將從S1的狀態使工件W1的主面繞Y軸旋轉而使工件W1的主面位於Z-Y平面內的狀態稱為S2，此外，將從S1的狀態使工件W1延伸至任一個基板支承用具30的狀態稱為S3。利用驅動單元230驅動多關節臂220。
驅動單元230內置有電動機等的旋轉動力源和傳動機構，將伸縮動力和旋轉動力等傳遞到多關節臂220。驅動單元230構成為能夠控制旋轉角度、轉速等。驅動單元230的構造、配置沒有特別限定。利用控制裝置400控制驅動單元230。
控制裝置400由CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)、RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)等用在電腦中的硬體要素以及所需的軟體實現。也可以代替CPU或加之使用FPGA(Field Programmable Gate Array，現場可編譯閘陣列)等的PLD(Programmable Logic Device，可程式設計邏輯裝置)或DSP(Digital Signal Processor，數位訊號處理器)等。
另外，機器人主體200具有距離感測器300。例如，距離感測器300設置在手部210的保持面211上。
基板輸送裝置100的結構不限定於圖1的例子。例如也可以使多個多關節臂220與1台驅動單元230相連結。基板輸送裝置100例如容納在與多個工藝腔相連結的基板輸送室內，用作在工藝腔間輸送基板的裝置。
〔手部、基板支承用具以及支承保持件的結構〕
圖2是表示本實施方式的手部、基板支承用具以及支承保持件的結構的概略剖視圖。在圖2中也一併表示了工件W1。
如圖2所示，借助多個吸引墊212將工件W1保持在手部210的保持面211上。工件W1與保持面211基本平行地設置。這裡，“基本平行”是指2個構件平行或2個構件實際上平行。工件W1與基板支承用具30相對置。
基板支承用具30支承在支承保持件20上。基板支承用具30能自支承保持件20卸下。基板支承用具30的外端30e例如為圓形。另外，基板支承用具30具有與外端30e的角部30cn呈同心圓狀設置的多級狀的開口。例如，基板支承用具30具有開口30ha和與該開口30ha相連通的開口30hb。
這裡，開口30ha的內徑比開口30hb的內徑小。由此，在基板支承用具30上形成環狀的內壁30wb、與內壁30wb相連的環狀的載置面30p和與載置面30p相連的環狀的內壁30wa。這裡，環狀的內壁30wb的內徑比工件W1的外徑大。由此，能將工件W1載置在載置面30p上。
例如，基板輸送裝置100使工件W1的中心軸與開口30ha的中心軸基本一致，從開口30hb的上方將工件W1插入到開口30hb內，使工件W1與吸引墊212分開。由此，工件W1的外端卡掛於載置面30p。由此，將工件W1載置在載置面30p上。利用基板支承用具30的內壁30wb決定工件W1的位置。
這裡，工件W1以成膜面與載置面30p相接觸的方式由基板支承用具30支承。由此，工件W1的成膜面的一部分自開口30ha朝下露出。露出的面與成膜源(未圖示)相對置。對該露出的面例如實施成膜處理。
另外，由於支承保持件20是旋轉的，所以為了防止由離心力導致的工件W1的偏離、落下，也可以在工件W1上設置蓋(見後述)。也能利用手部210輸送該蓋。
在本實施方式中，為了算出空間座標內的載置面30p的中心軸的位置與朝向，光學性地測量以載置面30p為基準預先設定的檢測點的至少3個點的三維座標(見後述)。並且，基於該檢測點算出載置面30p的中心軸。
例如，該檢測點是基板支承用具30的角部30cn處的任意位置的3個點。這裡，角部30cn為圓形。由此，當決定了角部30cn的任意位置的3個點時，能夠求出角部30cn的中心軸。此外，環狀的載置面30p與角部30cn呈同心圓狀地設置。另外，從載置面30p到角部30cn的高度是在基板支承用具30的周向上相同的高度或實際上相同的高度。由此，當決定了圓形的角部30cn的中心軸時，能夠求出載置面30p的中心軸。
另外，檢測點不限定於基板支承用具30的角部30cn的3個點，也可以是從與角部30cn呈同心圓狀設置的內壁30wa的任意位置選出的3個點。另外，檢測點也可以是從內壁30wb的任意位置選出的3個點。或者也可以在基板支承用具30上形成至少3個點的與載置面30p呈同心圓狀設置的檢測用標記(例如槽、突起)，以該檢測用標記為基準求出載置面30p的中心軸。
另外，在支承保持件20設置有容納基板支承用具30的開口20h。這裡，開口20h的內徑比基板支承用具30的外端30e的外徑小。另外，在基板支承用具30的外端30e也設置有臺階部，在基板支承用具30設置有與支承保持件20抵接的抵接面30r。並且，使基板支承用具30的中心軸與開口20h的中心軸一致，並使基板支承用具30從開口20h的上方下落到開口20h內，從而使基板支承用具30的抵接面30r由在開口20h附近的爪部20t卡掛。這裡，“基本一致”是指2 個中心軸重合或2個中心軸實際上位於同軸上。由此，利用支承保持件20支承基板支承用具30。
將距離感測器300以不被工件W1覆蓋的方式設置在手部210的保持面211上。距離感測器300光學性地測量距離感測器300與測量物件物的距離。自距離感測器300例如與保持面211垂直地射出鐳射LL。由此，測量從距離感測器300到與保持面211相對置的測量物件物的距離。例如，距離感測器300具有基於鐳射LL的反射光強度測量距離的部件，以及捕捉鐳射LL的反射光強度的急劇的位移來測量距離的部件等。另外，距離感測器300也可以為照相機。並且，對於基板支承用具30，距離感測器300測量以載置面30p為基準預先設定的檢測點的至少3個點的三維座標。
例如，利用控制裝置400管理距離感測器300的位置(三維座標(Xs、Ys、Zs))。這裡，本實施方式中的三維座標是距基準點RP的三維座標。並且，通過測量距離感測器300與測量物件物的距離，能夠取得被距離感測器300測量的測量物件物的三維座標(Xm、Ym、Zm)。這是因為，利用控制裝置400明確了距離感測器300的位置。
距離感測器300與手部210一起沿支承保持件20的主面20s進行掃描(箭頭SC)。此外，距離感測器300以橫截基板支承用具30和支承保持件20的臺階部的方式進行掃描。通過該掃描，利用距離感測器300取得基板支承用具30的角部30cn的任意位置。
另外，距離感測器300也可以不設置在手部210的保持面211上，而是設置在多關節臂220上。另外，距離感測器300也可以設置在自保持面211延長的保持構件上。但需要注意的是，距離感測器300設置在能與測量物件物相對置的位置上。
控制裝置400根據由距離感測器300取得的各三維座標，算出載置面30p的中心座標。此外，控制裝置400控制由載置面30p和保持面211構成的角度(見後述)。
〔基板輸送裝置的動作〕
圖3是說明本實施方式的基板輸送裝置的動作的流程圖。
在本實施方式中，使手部210與基板支承用具30相對置，取得以基板支承用具30的載置面30p為基準預先設定的檢測點的至少3個點的三維座標(步驟S10)。
接著，根據各三維座標算出由載置面30p和手部210的保持面211構成的角度θ(步驟S20)。
接著，將保持面211的角度改變為使保持面211與載置面30p基本平行(步驟S30)。
並且，使手部210接近載置面30p。這裡，當手部210保持工件W1時，將工件W1載置在載置面30p上。或者在將工件W1載置在載置面30p上時，利用手部210自載置面30p取出工件W1(步驟S40)。
以下，詳細說明所述的動作。
圖4是用於說明本實施方式的基板輸送裝置的動作的基板支承用具以及支承保持件的概略俯視圖。
圖5以及圖6是用於說明本實施方式的基板輸送裝置的動作的基板支承用具以及支承保持件的概略剖視圖。
如上所述，在本實施方式中，取得以基板支承用具30的載置面30p為基準預先設定的檢測點的至少3個點的三維座標。例如能夠利用距離感測器300取得基板支承用具30的角部30cn中3個點的位置座標。
詳細而言，利用距離感測器300取得圖4所示的3個點的三維座標(點P(Xp、Yp、Zp)、點Q(Xq、Yq、Zq)以及點R(Xr、Yr、Zr))(步驟S10)。取得的點P、點Q以及點R的三維座標存儲在控制裝置400中。
在基板輸送裝置100中，當取得3個點的三維座標(點P、點Q、點R)時，控制裝置400基於這3個點的各三維座標算出載置面30p的中心30c的三維座標(中心座標)。此外，控制裝置400算出包含3個點(點P、點Q、點R)的平面的角度。角度是基準面(例如地面)與包含3個點(點P、點Q、點R)的平面構成的角度。這裡，包含3個點(點P、點Q、點R)的平面與載置面30p基本平行。由此，算出載置面30p的角度。
手部210的保持面211的角度始終存儲在控制裝置400中。控制裝置400能夠根據保持面211的角度與載置面30p的角度，算出載置面30p與保持面211構成的角度(步驟S20)。
每當對工件W1進行成膜處理時，膜堆積在支承保持件20上。另外，在成膜過程中，有時也對支承保持件20外加熱量。但需要注意的是，膜應力是依據膜的厚度變化的。另外，外加的熱量也根據成膜條件的不同而不同。由此，每當進行成膜處理，支承保持件20的歪曲的程度有時都會發生變化。結果，手部210的保持面211與基板支承用具30的載置面30p構成的角度θ有時也會隨著時間變化。
例如圖5所示，在工件W1的中心軸C1與載置面30p的中心軸C2不一致而是交叉的狀態下，不能將工件W1穩定地載置在載置面30p上。例如當在該狀態下使工件W1靠近載置面30p時，工件W1可能與基板支承用具30的角部30cn相接觸。當工件W1與基板支承用具30的角部30cn相接觸時，有時工件W1自手部210下落，或者工件W1發生破損。
在本實施方式中，多關節臂220自控制裝置400接收信號，將保持面211的角度調整為使保持面211與載置面30p基本平行(步驟S30)。此外，在從載置面30p向保持面211的方向上，將載置面30p的中心與當保持面211保持著工件W1時的工件W1的中心控制為重合。由此，如圖6所示，在保持面211保持著工件W1時，工件W1的中心軸C1與載置面30p的中心軸C2基本一致。
另外，控制裝置400也可以根據3個點的三維座標直接算出載置面30p的中心軸C2的位置和方向，將機器人主體200控制為使載置面30p的中心軸C2與工件W1的中心軸C1基本一致。
隨後，手部210接近載置面30p。並且，當工件W1與載置面30p相接觸後，工件W1與吸引墊212分開。由此，將工件W1載置在載置面30p上。另外，在將工件W1載置到載置面30p上時，在使手部210接近了工件W1後，利用吸引墊212吸引工件W1，從而自載置面30p取出工件W1(步驟S40)。
這樣，採用本實施方式，即使基板支承用具30的傾斜根據堆積在基板支承用具30上的膜的應力或外加於基板支承用具30的熱量而隨著時間變化，也能利用手部210將工件W1穩定地載置到基板支承用具30上。由此，手部210與基板支承用具30之間的基板輸送精度更加穩定。另外，自支承基板支承用具30的支承保持件20去除膜層的清洗次數也減少，生產率得到提高。
另外，本實施方式的基板輸送裝置100也可以在每次使保持面211與基板支承用具30相對置時，取得至少3個點的三維座標，調整手部210的角度。或者，基板輸送裝置100也可以定期地取得至少3個點的三維座標。例如，基板輸送裝置100在判斷測得的基板支承用具30的角度為處於允許範圍內的情況下，也可以不重新調整手部210的角度，利用手部210輸送工件W1。
〔基板保持用具的變形例〕
圖7的A是表示本實施方式的基板支承用具的另一結構的概略俯視圖，圖7 的B是該結構的概略剖視圖。
圖7的A以及圖7的B所示的基板支承用具31的載置面31p為矩形。作為工件，使用玻璃基板、石英基板和樹脂基板等透明基板。
基板支承用具31具有開口31ha和與開口31ha相連的開口31hb。開口31ha以及開口31hb的平面形狀為矩形。載置面31p的中心軸與開口31ha的中心軸以及開口31hb的中心軸基本一致。在基板支承用具31上，作為檢測點，利用距離感測器300測量矩形的4個角的任意3處位置。3處位置例如是外端31e的角部31cn(點P’、點Q’、點R’)。
當在基板支承用具31上取得3個點的三維座標(點P’、點Q’、點R’)時，控制裝置400基於3個點的各三維座標，算出載置面31p的中心31c的三維座標(中心座標)。進而，控制裝置400算出包含3個點(點P’、點Q’、點R’)的平面的角度。
〔成膜裝置的結構〕
本實施方式的成膜裝置具備基板輸送裝置100。首先說明成膜裝置所具有的成膜室的結構。
圖8是本實施方式的成膜室的概略側視圖。
成膜室11具有成膜源和與成膜源相對置的支承保持件20。成膜室11利用真空排氣部件維持減壓狀態。也可以在成膜室11的側壁上設置用於導入規定的氣體的氣體導入部件。
在圖8中，作為成膜源，例示了電子束蒸鍍源。成膜源也可以是濺射源。例如在成膜室11的下方設置有能夠容納蒸發材料11m的爐床(hearth)11ht。爐床11ht例如是內置有冷卻機構的銅制的容器。自電子槍11eg射出的電子束11eb照射到蒸發材料11m上，蒸發材料11m朝向工件W1蒸發。在成膜室11內設置有閘門11s，以阻擋蒸發材料11m向工件W1蒸發。
支承保持件20能夠設置在成膜室11內。設置在成膜室11內的支承保持件20能以中心軸20c為中心在X-Y平面上旋轉。支承保持件20能夠借助基板支承用具30支承多個工件W1。在被支承保持件20支承的工件W1上，處理面朝向成膜源露出。在成膜室11內，當蒸發材料11m自爐床11ht蒸發時，能在多個工件W1上形成膜。
另外，成膜室11與移載室12經由閘閥13A相連結。移載室12利用真空排氣部件維持減壓狀態，或者開放於大氣。在移載室12中，能使支承保持件20待機。
例如自成膜室11將結束了成膜室11內的處理的支承保持件20輸送到移載室12內。此時，在基板支承用具30上載置有成膜完畢的工件W1。另一方面，當在成膜室11內進行處理的情況下，將支承保持件20自移載室12輸送到成膜室11內。此時，在基板支承用具30上載置有成膜前的工件W1。
這裡，從與成膜室11以及移載室12不同的另外的處理室，利用手部210將成膜前的工件W1輸送到移載室12內。並且，在移載室12內，利用手部210將成膜前的工件W1載置在基板支承用具30上。在進行此輸送時，應用所述的基板輸送方法。
圖9是本實施方式的成膜裝置的概略俯視圖。
成膜裝置10除了具有成膜室11以及移載室12以外，還具有裝填工件W1的裝料室14A、將完成了成膜處理的工件W1取出的取出室14B和容納有基板輸送裝置100的輸送室15。裝料室14A經由閘閥13L與輸送室15相連結。取出室14B經由閘閥13M與輸送室15相連結。輸送室15經由閘閥13N與移載室12相連結。能在裝料室14A以及取出室14B內容納多個工件W1。
在成膜裝置10中，當從成膜裝置10的外部將多個工件設置在裝料室14A內時，利用未圖示的輸送部件從裝料室14A將一片工件W1輸送到輸送室15 內。隨後，將該工件W1載置在輸送室15內的載物台16A上。並且，利用手部210保持該工件W1，採用所述的基板輸送方法在移載室12內將該工件W1載置在基板支承用具30上。此時，閘閥13N處於打開狀態。另外，移載室12以及輸送室15內為大氣氣氛。進一步反復進行使支承保持件20旋轉規定的角度，將工件W1載置到未載置有工件W1的另外的基板支承用具30上的動作，從而將多個工件W1設置到支承保持件20上。
隨後，閘閥13N成為關閉狀態，當移載室12內的氣氛達到規定的壓力時，閘閥13A成為打開狀態，將支承保持件20自移載室12輸送到成膜室11內。隨後，在成膜室11內，對多個工件W1實施成膜處理。
另一方面，當成膜室11內的處理結束後，支承保持件20被再次輸送到移載室12內。此時的工件W1是成膜完畢的基板。進而，在移載室12內，利用手部210保持工件W1。然後，將該工件從移載室12輸送到輸送室15內，並載置在輸送室15內的載物台16B上。利用未圖示的輸送部件將載置在載物台16B上的工件輸送到取出室14B內。在本實施方式中，在移載室12內，也可以在從支承保持件20取出工件時，採用所述的基板輸送方法。
採用本實施方式的成膜裝置10，手部210與基板支承用具30之間的基板輸送精度更加穩定。例如不使成膜室11開放於大氣，利用手部210在移載室12內將工件W1穩定地載置在基板支承用具30上。或者在移載室12內自基板支承用具30穩定地取出工件W1。
〔手部的變形例〕
圖10的A是表示本實施方式的手部的變形例的概略俯視圖，圖10的B是表示本實施方式的手部的變形例的概略仰視圖。
本實施方式的手部210B具有至少1個保持面。例如圖10的A以及圖10的B所示的手部210B包括第1手部210a、第2手部210b以及第3手部210c。距離 感測器300例如設置在第1手部210a上。第1手部210a具有第1保持面211a。第2手部210b具有第2保持面211b。第3手部210c具有第3保持面211c。在第1保持面211a、第2保持面211b以及第3保持面211c上分別設置有多個吸引墊212。
第1保持面211a、第2保持面211b以及第3保持面211c配置在同一平面內。第1保持面211a、第2保持面211b以及第3保持面211c以能繞單軸(軸215)旋轉的方式支承於多關節臂220的臂前端部220t。例如使手部210B沿順時針方向旋轉。軸215與配置有第1保持面211a、第2保持面211b以及第3保持面211c的平面正交。在該平面內，第1手部210a、第2手部210b以及第3手部210c中相鄰的手部構成的角度例如為120度。
圖11的A~圖14的B是表示本實施方式的手部的動作的概略圖。在圖11的A~圖14的B的各圖的A中，表示的是用於表示手部的動作的概略剖面圖，在各圖的B中，表示的是用於表示手部的動作的概略俯視圖。手部210B的動作的控制由控制裝置400進行。
例如如圖11的A以及圖11的B所示，將第1保持面211a的角度調整為使第1保持面211a與載置面30p基本平行。在第1保持面211a上保持有第1工件W1。
此時，已經將第2工件W2和第3工件W3重疊載置在載置面30p上。也就是說，在將第1工件W1載置到載置面30p上之前，第2工件W2以及第3工件W3已經被載置在載置面30p上。第2工件W2例如是基板蓋。第2工件W2的厚度比第1工件W1的厚度厚。第3工件W3是成膜完畢的半導體晶圓。第2工件W2位於第3工件W3之上。
接著，使手部210B沿順時針方向旋轉，使將第2工件W2保持在第2保持面211b上的情況下的第2工件W2的中心軸C1與載置面30p的中心軸C2基本 一致。並且，利用第2手部210b自載置面30p取出第2工件W2。在圖12的A以及圖12的B中表示該狀態。
即使使手部210B沿順時針方向旋轉，仍然維持將第1工件W1保持在第1保持面211a上的狀態不變。即使使手部210B旋轉，第1保持面211a、第2保持面211b以及第3保持面211c也位於同一平面內。由此，第1保持面211a及第2保持面211b與載置面30p構成的角度不變。結果，能夠利用第2手部210b穩定地從第3工件W3上取出第2工件W2。另外，第2保持面211b相對於載置面30p前進的距離比第1保持面211a相對於載置面30p前進的距離短。其差為第2工件W2與第1工件W1的厚度的差。
接著，使手部210B沿順時針方向旋轉，使將第3工件W3保持在第3保持面211c上的情況下的第3工件W3的中心軸C1與載置面30p的中心軸C2基本一致。並且，利用第3手部210c自載置面30p取出第3工件W3。在圖13的A以及圖13的B中表示該狀態。
即使使手部210B沿順時針方向旋轉，仍然維持將第1工件W1保持在第1保持面211a上，將第2工件W2保持在第2保持面211b上的狀態不變。即使使手部210B旋轉，第1保持面211a及第3保持面211c與載置面30p構成的角度也不變。結果，能夠利用第3手部210c穩定地自載置面30p取出第3工件W3。
接著，使手部210B沿順時針方向旋轉，使第1工件W1的中心軸C1與載置面30p的中心軸C2基本一致。並且，利用第1手部210a將第1工件W1載置在載置面30p上。在圖14的A以及圖14的B表示該狀態。
即使使手部210B沿順時針方向旋轉，仍然維持將第2工件W2保持在第2保持面211b上、將第3工件W3保持在第3保持面211c上的狀態不變。隨後，將第2工件W2載置在第1工件W1上，將第3工件W3載置在所述的載物台16B上。
這樣，當能用手部保持的工件的數量增加時，工件的輸送時間縮短，成膜裝置的生產率提高。
以上，說明了本發明的實施方式，但本發明當然不是僅限定於所述的實施方式，而是能夠施加各種變更。
20‧‧‧支承保持件
20c‧‧‧中心軸
30‧‧‧基板支承用具
30ha‧‧‧開口
100‧‧‧基板輸送裝置
200‧‧‧機器人主體
210‧‧‧手部
211‧‧‧保持面
212‧‧‧吸引墊
220‧‧‧多關節臂
220t‧‧‧臂前端部
230‧‧‧驅動單元
300‧‧‧距離感測器
400‧‧‧控制裝置
S1、S2、S3‧‧‧基板支承用具的狀態
W1‧‧‧工件

Claims (8)

  1. 一種基板輸送裝置，其中，所述基板輸送裝置具備：機器人主體，所述機器人主體包括手部和多關節臂，所述手部具有至少1個能夠保持工件的保持面，所述多關節臂與所述手部相連結；距離感測器，所述距離感測器是設置在所述機器人主體上且射出鐳射，並以不被所述工件覆蓋的方式設置於所述保持面的距離傳感器，所述距離傳感器對於以可拆卸的方式支承在支承保持件上的具有用於載置所述工件的圓形或矩形的載置面的基板支承用具，通過檢測與所述保持面垂直地射出的所述鐳射的來自以所述載置面為基準預先設定的位於各所述基板支承用具上的檢測點的反射強度來測量所述檢測點的至少3個點的三維座標；以及控制裝置，所述控制裝置根據由所述距離感測器取得的各所述三維座標，算出所述載置面的中心座標，控制由所述載置面和所述保持面構成的角度。
  2. 如請求項1所述的基板輸送裝置，其中，所述控制裝置將所述機器人主體控制為使所述保持面與所述載置面基本平行，並且在從所述載置面向所述保持面的方向上，使所述載置面的中心與所述保持面保持著所述工件時的所述工件的中心重合。
  3. 如請求項1所述的基板輸送裝置，其中，所述控制裝置算出所述載置面的中心軸，將所述機器人主體控制為使所述載置面的中心軸與所述保持面保持著所述工件時的所述工件的中心軸基本一致。
  4. 如請求項1至3中任一項所述的基板輸送裝置，其中，所述保持面具有第1保持面、第2保持面和第3保持面；所述第1保持面、所述第2保持面以及所述第3保持面被配置在同一平面內；所述第1保持面、所述第2保持面以及所述第3保持面以能繞單軸旋轉的方式支承於所述多關節臂，所述單軸與所述平面正交。
  5. 一種成膜裝置，具備：基板輸送裝置，所述基板輸送裝置具備機器人主體、距離感測器和控制裝置，所述機器人主體包括手部和多關節臂，所述手部具有至少1個能夠保持工件的保持面，所述多關節臂與所述手部相連結，所述距離感測器是設置在所述機器人主體上且射出鐳射，並以不被所述工件覆蓋的方式設置於所述保持面的距離傳感器，所述距離傳感器對於以可拆卸的方式支承在支承保持件上的具有用於載置所述工件的圓形或矩形的載置面的基板支承用具，通過檢測與所述保持面垂直地射出的所述鐳射的來自以所述載置面為基準預先設定的位於各所述基板支承用具上的檢測點的反射強度來測量所述檢測點的至少3個點的三維座標，所述控制裝置根據由所述距離感測器取得的各所述三維座標，算出所述載置面的中心座標，控制由所述載置面和所述保持面構成的角度；以及成膜室，所述成膜室能夠設置所述支承保持件，並且具有與所述支承保持件相對置的成膜源。
  6. 如請求項5所述的成膜裝置，其中，所述成膜裝置還具備能夠容納自所述成膜室輸送來的所述支承保持件的移載室；利用所述手部將所述工件輸送到所述移載室，在所述移載室，將所述工件載置在所述基板支承用具上。
  7. 如請求項5或6所述的成膜裝置，其中，所述載置面具有開口，在所述開口，所述工件的一部分露出，所述一部分朝向所述成膜源露出。
  8. 一種基板輸送方法，其中：使具有至少1個用於保持工件的保持面的手部，與以可拆卸的方式支承在支承保持件上的具有用於載置所述工件的圓形或矩形的載置面的基板支承用具相對置；使用射出鐳射並以不被所述工件覆盖的方式設置於所述保持面的距離傳感器通過檢測與所述保持面垂直地射出的所述鐳射的來自以所述載置為基準預先 設定的位於各所述基板支承用具上的檢測點的反射光強度來取得所述檢測點的至少3個點的三維座標；根據各所述三維座標算出由所述載置面和所述保持面構成的角度；在所述角度處於允許範圍外的情況下，將所述保持面的角度調整為使所述保持面與所述載置面基本平行。
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