DE4238834A1

DE4238834A1 - Robotic semiconductor wafer transporter with vertical photodetector array - scans detectors to determine which slots are occupied by wafers illuminated from emitter on robot arm

Info

Publication number: DE4238834A1
Application number: DE19924238834
Authority: DE
Inventors: Paul K Koehler; Robert D Wooten; John C Matthews; Delroy O Walker; David E Swernofsky
Original assignee: Fusion Systems Corp
Current assignee: Fusion Systems Corp
Priority date: 1991-11-18
Filing date: 1992-11-17
Publication date: 1993-05-19
Also published as: JPH06196541A

Abstract

A light-emitting device (28) on the robot arm (16) is coupled to the array (300) of individually addressable photodetectors for checking the positions of wafers (201) in respective slots of a cassette. The robot has two wafer grippers (27) for cylindrical movement. The light emitters illuminate the photodetectors through a wafer boat (200) which is moved from a loading position to one within range of the robot. USE/ADVANTAGE - In integrated circuit mfr., setting time of processing machine is optimised so that another wafer can be supplied to it as soon as previous one has been removed.

Description

Die Erfindung betrifft den automatischen Transport von Halb leiter-Wafern.The invention relates to the automatic transport of half conductor wafers.

Bei der Herstellung von integrierten Schaltungen liegt das Produkt während der meisten der sehr komplizierten Herstel lungsprozesse in der Form eines Halbleiter-Wafers vor. Wäh rend der Herstellung werden die Wafer aufeinanderfolgend zu verschiedenen spezialisierten Verarbeitungsmaschinen befördert.That's when it comes to manufacturing integrated circuits Product during most of the very complicated manufacture development processes in the form of a semiconductor wafer. Wuh During manufacture, the wafers are closed in succession various specialized processing machines.

Im allgemeinen werden die Wafer satzweise in Trägern trans portiert, die als Kassetten oder Schiffe bekannt sind. Die Wafer werden in dem Schiff horizontal und übereinanderliegend gelagert, und das Schiff wird üblicherweise auf einer oben liegenden Fläche angeordnet, die hier als Deck bezeichnet wird.In general, the wafers are trans in batches in carriers ported, which are known as cassettes or ships. The Wafers become horizontal and stacked in the ship stored, and the ship is usually on top lying area, which is referred to here as the deck becomes.

Es ist wichtig, daß die Wafer auf eine möglichst effektive Weise von den Schiffen zu den Bearbeitungsmaschinen und umge kehrt transportiert werden und daß die Schiffe auf dem Deck zuverlässig zu den vorgesehenen Stellen bewegbar sind.It is important that the wafers are as effective as possible Way from ships to processing machines and vice versa returns to be transported and that the ships on the deck are reliably movable to the intended locations.

Bei jeder Bearbeitungsmaschine sind automatische Roboter vor gesehen, um einzelne Wafer wieder aus dem Schiff zu entfer nen, in das sie verbracht wurden, und um sie in die Verarbei tungsmaschine zu verbringen. Da die Wafer in dem Schiff auf verschiedenen Höhen gehalten werden, müssen entweder die Ro boterarme oder die Schiffe in der Lage sein, sich aufwärts und abwärts zu bewegen.Automatic robots are available for every processing machine seen to remove individual wafers from the ship in which they were placed and for their processing machine to spend. Because the wafers in the ship are on different heights, either the Ro bot arms or the ships will be able to move upwards and move down.

Während es in vielen herkömmlichen Systemen das Schiff ist, das auf- und abbewegt wird, wird ein System bevorzugt, bei dem die Roboterarme auf- und abbewegt werden. Der Grund dafür besteht darin, daß es bei bestimmten Systemen, bei denen das Schiff auf- und abbewegt wird, erforderlich war, die Wafer aus einem Schiff zu entfernen und in einem anderen Schiff in entgegengesetzter Reihenfolge anzuordnen. Hält man die Wafer in dem Schiff in derselben Reihenfolge, so werden dadurch die Bestandsüberwachung und Verfahrenssteuerung wesentlich ver einfacht. Zusätzlich wird in einem System, bei dem das Schiff stationär gehalten und der Roboter auf- und abbewegt wird, eine Vervielfältigung der für die vertikale Schiffsbewegung zuständigen Hardware vermieden, die für jedes Schiff erfor derlich ist.While in many conventional systems it is the ship, which is moved up and down, a system is preferred at which the robot arms are moved up and down. The reason for this is that in certain systems where the Ship was moved up and down, the wafer was required remove from one ship and in another ship order in the opposite order. If you hold the wafers in the ship in the same order, so the Inventory monitoring and process control significantly ver simple. In addition, in a system where the ship held stationary and the robot is moved up and down, a duplication of that for vertical ship movement responsible hardware avoided, which is required for each ship is such.

Bei einem Betrieb von Roboterarmen zum Entfernen und für den Transport von Wafern ist es wichtig, daß der Roboterarm weiß, ob ein Wafer an einer besonderen Schiffsstelle, die bereit für einen Zugriff ist, vorhanden ist. Unter bestimmten Verar beitungsbedingungen ist es möglich, daß einer oder mehrere Wafer an ihren Stellen in dem Schiff fehlen.When operating robotic arms for removal and for the Transporting wafers it is important that the robotic arm knows whether a wafer at a special ship location that is ready for access is available. Under certain conditions conditions, it is possible that one or more Wafers are missing in their places in the ship.

Darüber hinaus ist es wünschenswert, die Einsatzzeit der Ver arbeitungsmaschine, der der Wafer zugeführt wird, zu optimie ren. Dazu ist es wichtig, daß ein zweiter Wafer in der Verar beitungsmaschine angeordnet werden kann, sobald ein Wafer, für den die Bearbeitung abgeschlossen ist, aus der Maschine entfernt worden ist. In addition, it is desirable to determine the operating time of the ver machine to which the wafer is fed to optimize Ren. It is important that a second wafer in the processing processing machine can be arranged as soon as a wafer, for which the processing is completed, from the machine has been removed.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine photoemit tierende Einrichtung an einem Wafer-Transportarm angeordnet, während eine optische Sensoranordnung an dem Schiff angeord net ist, um die Anwesenheit von Wafern an bestimmten Stellen in dem Schiff zu bestätigen. Die optische Sensoranordnung ist eine vertikale Anordnung von Photodetektoren, von denen jeder in räumlicher Entsprechung zu einer Waferstelle oder einem Waferschlitz vorgesehen ist. Ein Demultiplexer ist mit der Photodetektoranordnung für ein Demultiplexen der von dieser empfangenen Signale verbunden, und es ist eine Steuereinrich tung vorgesehen, die Signale von dem Demultiplexer empfängt und für die Steuerung des Wafer-Transportarmes sorgt.According to a first aspect of the invention is a photoemite turing device arranged on a wafer transport arm, while an optical sensor arrangement is arranged on the ship is net to the presence of wafers in certain places to confirm in the ship. The optical sensor arrangement is a vertical array of photodetectors, each of which in spatial correspondence to a wafer site or a Wafer slot is provided. A demultiplexer is with the Photodetector arrangement for demultiplexing the latter received signals connected, and it is a Steuereinrich device provided that receives signals from the demultiplexer and controls the wafer transport arm.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Roboter vorgesehen, der zwei radial bewegliche Wafer-Transportarme aufweist, um den Transport der Wafer in die und aus den Ver arbeitungsmaschinen zu beschleunigen und dadurch die Nutzzeit dieser Maschinen zu erhöhen.According to another aspect of the invention is a robot provided the two radially movable wafer transport arms has to transport the wafer in and out of the ver speed up working machines and thereby the useful time of these machines to increase.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein System vor gesehen, um ein Schiff an einer Schiffsträgerstütze von einer Stellung auf einem Deck, bei der ein Schiff durch eine beweg liche Schiffsladeeinrichtung beschickt werden kann, in eine andere Stellung zu transportieren, bei der der Wafer-Trans portarm eines Roboters darauf zugreifen kann, um Wafer zu entfernen und diese zu einer Verarbeitungsmaschine zu trans portieren.According to another aspect of the invention, there is a system seen to a ship on a ship support from a Position on a deck where a ship moves through a Liche ship loading device can be loaded into a to transport another position in which the wafer trans a robot can access it to move wafers remove and transfer this to a processing machine port.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:The invention is described below with reference to exemplary embodiments play explained with reference to the drawing; in this shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Wafer-Bearbei tungsmaschine mit einem Roboter-Wafertransportarm, einer Waferkassette, einer Bearbeitungskammer und Mitteln zum Erfassen des Vorliegens von Wafern gemäß der Erfindung, Fig. 1 is a schematic representation of a wafer processing machine machining with a robot wafer transfer arm, a wafer cassette, a processing chamber and means for detecting the presence of wafers according to the invention,

Fig. 1a photoemittierende Mittel, die in Verbindung mit der Erfindung verwendet werden, Figure 1a photoemitting means. Used in connection with the invention,

Fig. 1b eine schematische Teildarstellung einer im Rahmen der Erfindung verwendeten Photodetektoranordnung, FIG. 1b is a schematic partial representation of a photodetector array used in the invention,

Fig. 2a eine Demultiplexschaltung für eine Photodetektor anordnung, FIG. 2a is a demultiplexing circuit for a photodetector array,

Fig. 2b eine Impulsansteuerschaltung für ein photoemittie rendes Mittel, FIG. 2b shows a pulse driving circuit for a photoemittie rendes means,

Fig. 2c eine Photodetektor-Impulsnachprüfungsschaltung, Fig. 2c is a photodetector pulse verification circuit,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer optischen An ordnung, Fig. 3 proper a schematic representation of an optical An,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Maschinendecks, Fig. 4 is a perspective view of a machine deck,

Fig. 5 den Grundriß eines Maschinendecks, und Fig. 5 shows the plan of a machine deck, and

Fig. 6 eine Waferträgerstütze und eine optische Detektor anordnung. Fig. 6 shows a wafer support and an optical detector arrangement.

Fig. 1 zeigt einen Roboter 100 für eine Bewegung in Zylinder koordinaten, ein beladenes Waferschiff 200, eine Photodetek toranordnung 300 und eine Bearbeitungsstation 400. Fig. 1 shows a robot 100 for a movement in cylinder coordinates, a loaded wafer ship 200 , a photodetector arrangement 300 and a processing station 400th

Der Roboter 100 umfaßt allgemein einen Sockelabschnitt 50 und einen oberen Transportabschnitt 60. Der Roboter 100 ist in der Lage, sich in drei Freiheitsgraden zu bewegen. Er kann sich um eine durch den Sockel 50 verlaufende Achse drehen, so daß der Querarm 16 in jede azimutale Richtung gerichtet wer den kann. Dies ermöglicht es dem Roboter 100, eine Mehrzahl von Schiffen 200, die um diesen herum auf dem Maschinendeck 42 angeordnet sein können, und die Bearbeitungsstation 400 zu erreichen. Der Querarm 16 kann abgesenkt und angehoben wer den, um jede der Waferstellen 201 in dem Schiff 200 sowie die Verarbeitungsstation 400 zu erreichen, die auf einer anderen Höhe angeordnet sein kann. Ein Wafer-Greifer an dem Ende des Querarmes 16 kann sich in Radialrichtung erstrecken, um bis zu dem Schiff bzw. den Schiffen 200 und der Verarbeitungs station 400 zu reichen und Wafer 201 zu plazieren oder wieder zurückzuholen.The robot 100 generally includes a base section 50 and an upper transport section 60 . The robot 100 is able to move in three degrees of freedom. It can rotate about an axis extending through the base 50 , so that the transverse arm 16 can be directed in any azimuthal direction. This enables robot 100 to reach a plurality of ships 200 , which may be arranged around them on machine deck 42 , and to reach processing station 400 . The cross arm 16 can be lowered and raised to reach each of the wafer locations 201 in the ship 200 and the processing station 400 , which may be located at a different height. A wafer gripper at the end of the cross arm 16 may extend radially to reach the ship or ships 200 and processing station 400 and to place or retrieve wafer 201 .

Im folgenden wird die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform des Roboters näher beschrieben. Der Anhebe- und Absenkmechanismus wird von einem Schrittmotor 1 angetrieben. Der Schrittmotor 1 ist direkt mit einer Riemenscheibe 2 gekuppelt, die wiederum über einen Antriebsriemen 3 mit einer Wellenscheibe 4 gekup pelt ist. Die Wellenscheibe 4 ist direkt mit einer vertikal ausgerichteten Welle 5 einer Kugelumlaufspindel gekuppelt, die einen mit einem Gewinde versehenen Kugelumlaufspindel-Ab schnitt 5A aufweist. Eine Kugelumlaufspindel-Einrichtung 7 ist wirksam mit der Kugelumlaufspindel-Welle 5 gekuppelt und an dem oberen Querarm 16 über eine innere Verstrebung 7A fi xiert. Der Verstrebungsabschnitt 50 enthält eine obere Haupt verstrebung 40 und eine untere Hauptverstrebung 41. Diese beiden sind über eine Linearführung 9 miteinander verbunden, die fest an der unteren Hauptverstrebung 41 und einem Füh rungslager oder Führungslagern 8 angebracht ist, die fest an dem oberen Abschnitt der Vorrichtung angebracht sind. Die Kugelumlaufspindel-Mechanismus liefert die Kraft, um den Querabschnitt 60 anzuheben, während die Führung 9 eine genaue Positionierung des Querabschnitts 60 sicherstellt.The embodiment of the robot shown in FIG. 1 is described in more detail below. The lifting and lowering mechanism is driven by a stepper motor 1 . The stepper motor 1 is directly coupled to a pulley 2 , which in turn is coupled via a drive belt 3 with a shaft pulley 4 . The wave washer 4 is directly coupled to a vertically aligned shaft 5 of a ball screw, which has a threaded ball screw section from 5 A. A ball screw device 7 is effectively coupled to the ball screw shaft 5 and on the upper cross arm 16 via an inner strut 7 A fi xed. The strut portion 50 includes an upper main strut 40 and a lower main strut 41st These two are connected to each other via a linear guide 9 which is fixedly attached to the lower main strut 41 and a guide bearing or guide bearings 8 which are fixedly attached to the upper section of the device. The ball screw mechanism provides the force to raise the cross section 60 while the guide 9 ensures accurate positioning of the cross section 60 .

In gleicher Weise ist auch der Drehmechanismus durch einen Schrittmotor 10 angetrieben. Der Schrittmotor 10 ist direkt mit einer Riemenscheibe 11 gekuppelt, die über einen An triebsriemen 12 wiederum mit einer vierten Riemenscheibe 13 gekuppelt ist, die am Boden der unteren Hauptverstrebung 41 angebracht ist. Ein Drehkugellager-Satz 14 ist zwischen der unteren Hauptverstrebung 41 und einem Sockel 43 angeordnet. Der Sockel 43 ist an dem Deck 42 der Bearbeitungsmaschine fixiert. Mit einer Drehung des Schrittmotors 10 wird der gan ze obere Abschnitt des Roboters einschließlich des Sockelab schnitts 50 und des oberen Querarms 60 in Drehung versetzt. Bei dieser besonderen Ausführungsform beeinflußt eine Drehung des Roboters die Höhe des Roboters. Dies wird durch das Steu erprogramm des Steuergeräts berücksichtigt und kompensiert.In the same way, the rotating mechanism is driven by a stepper motor 10 . The stepper motor 10 is directly coupled to a pulley 11 , which is in turn coupled via a drive belt 12 to a fourth pulley 13 , which is attached to the bottom of the lower main strut 41 . A rotating ball bearing set 14 is arranged between the lower main strut 41 and a base 43 . The base 43 is fixed to the deck 42 of the processing machine. With a rotation of the stepper motor 10 , the entire upper portion of the robot including the base portion 50 and the upper cross arm 60 is rotated. In this particular embodiment, rotation of the robot affects the height of the robot. This is taken into account and compensated for by the control program of the control unit.

Der Mechanismus für die radiale Bewegung wird über lineare Sonnenradmittel durch einen reversiblen Gleichstrommotor 17 angetrieben. Der Gleichstrommotor 17 ist an dem Querarm 16 angebracht. An dem Querarm ist auch eine lineare Führung 58 angebracht. Ein Wafer-Greifer weist an seiner unteren Fläche ein Führungslager 44 auf und läuft somit auf der linearen Führung 58. Der Motor 17 treibt ein erstes Kegelrad 18 an, das ein zweites Kegelrad 19 antreibt, das an einem ersten Ende 45a einer ersten Kurbel 45 befestigt ist, und schwenkt die erste Kurbel 45 um die Achse "A" eines zweiten Kegelrades 19. Eine festgelegte (nicht drehende) Sonnenriemenscheibe 22 ist konzentrisch zu dem zweiten Kegelrad 19 angebracht. Ein zweites Ende 45b der ersten Kurbel 45 ist mit einem ersten Ende einer zweiten Kurbel verbunden. Eine zweite Riemenschei be 24, die die Hälfte der Anzahl von Zähnen der Sonnenriemen scheibe 22 aufweist, ist antriebsmäßig mit dem ersten Ende 25A der zweiten Kurbel 25 so verbunden, daß sie sich mit die ser um das zweite Ende 45b der ersten Welle 45 dreht. Die Sonnenriemenscheibe 22 und die zweite Riemenscheibe 24 sind über einen Riemen 23 miteinander verbunden. Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann an der Mitte der ersten Welle 45 auch eine Spannrolle zum Spannen des Riemens vorgesehen sein. Während des Betriebs des Mechanismus bewirkt die Drehung des Motors 17, daß ein zweites Ende 25b der zweiten Kurbel 25 sich ent lang einer geraden Linie bewegt. Der Mechanismus ist so an dem oberen Querarm 16 angebracht, daß die gerade Linie paral lel zu der linearen Führung 58 verläuft. Das zweite Ende 25b der zweiten Kurbel 25 ist über einen Bolzen 26 mit dem Wafer-Greifer 27 verbunden. Damit führt eine Bewegung des zweiten Endes 25b der zweiten Kurbel 25 dazu, daß der Wafer-Greifer 27 entlang der Führung 58 bewegt wird. Es sind Begrenzungs schalter (nicht gezeigt) vorgesehen, die angesteuert werden, wenn der Mechanismus für die radiale Bewegung sich an den äußersten Grenzen seiner Bewegung befindet. Die Schalter wer den dazu verwendet, den Antrieb des Motors umzukehren und den Wafer-Greifer zurück und nach vorne zu bewegen.The mechanism for the radial movement is driven via linear sun gear means by a reversible DC motor 17 . The DC motor 17 is attached to the cross arm 16 . A linear guide 58 is also attached to the cross arm. A wafer gripper has a guide bearing 44 on its lower surface and thus runs on the linear guide 58 . The motor 17 drives a first bevel gear 18 which drives a second bevel gear 19 which is fastened to a first end 45 a of a first crank 45 , and pivots the first crank 45 about the axis "A" of a second bevel gear 19 . A fixed (non-rotating) sun pulley 22 is mounted concentrically with the second bevel gear 19 . A second end 45 b of the first crank 45 is connected to a first end of a second crank. A second pulley be 24 , which has half the number of teeth of the sun belt pulley 22 , is drivingly connected to the first end 25 A of the second crank 25 so that it deals with the water around the second end 45 b of the first shaft 45 turns. The sun pulley 22 and the second pulley 24 are connected to each other via a belt 23 . Although this is not shown, a tensioning roller for tensioning the belt can also be provided on the center of the first shaft 45 . During operation of the mechanism causes the rotation of the motor 17, that a second end 25 b of the second crank 25 itself ent long a straight line moves. The mechanism is attached to the upper cross arm 16 so that the straight line is parallel to the linear guide 58 . The second end 25 b of the second crank 25 is connected to the wafer gripper 27 via a bolt 26 . Thus in a movement of the second end 25 b of the second crank 25 cause the wafer gripper 27 is moved along the guide 58th Limit switches (not shown) are provided which are actuated when the radial movement mechanism is at the extreme limits of its movement. The switches are used to reverse the drive of the motor and to move the wafer gripper back and forth.

Der Mechanismus für die radiale Bewegung wird, wie dies oben beschrieben wurde, durch einen Gleichstrommotor angetrieben. Dies ist zweckmäßig, wenn der Mechanismus für die radiale Bewegung zwischen seinen äußersten Grenzpositionen zu bewegen ist. Soll dieser Zwischenpositionen erreichen, so kann der Gleichstrommotor durch einen Schrittmotor ersetzt werden.The mechanism for the radial movement is like this above was driven by a DC motor. This is useful when the radial mechanism To move movement between its extreme limit positions is. If this should reach intermediate positions, the DC motor can be replaced by a stepper motor.

Eine Vakuumquelle 30 ist über eine spiralförmig gewundene Leitung 31 mit dem Wafer-Greifer 27 verbunden. Die Leitung 31 steht mit Öffnungen (in der Figur nicht zu sehen) an der obe ren Fläche des Wafer-Greifers 27 in Verbindung. Es ist auch eine Steuermagnetspule 46 vorgesehen, und es wird selektiv ein Vakuum angelegt, um an einem Wafer an dem Wafer-Greifer 27 eine Haltekraft aufzubringen.A vacuum source 30 is connected to the wafer gripper 27 via a spirally wound line 31 . The line 31 communicates with openings (not shown in the figure) on the upper surface of the wafer gripper 27 . A control solenoid 46 is also provided and a vacuum is selectively applied to apply a holding force to a wafer on the wafer gripper 27 .

Ein photoemittierendes Mittel 28 ist in einem Kollimator 29 an der Vorderseite des Querarmes 16 angebracht. Der Kollima tor ist so orientiert, daß eine Bestrahlung durch die photo emittierenden Mittel diagonal durch die Mitte von Waferstel len in dem Schiff 300 nach oben gerichtet wird, wenn der Querarm dem Schiff gegenüberliegt.A photoemissive agent 28 is mounted in a collimator 29 on the front of the cross arm 16 . The collimator is oriented so that radiation by the photo-emitting means is directed diagonally up through the center of wafer locations in the ship 300 when the cross arm is opposite the ship.

In Fig. 1a sind die photoemittierenden Mittel 28 und der Kol limator 29 gezeigt. Die photoemittierenden Mittel sind in ein erstes Ende des Kollimators eingesetzt, der eine längliche Zelle darstellt. An dem gegenüberliegenden Ende des Kollima tors ist ein schmaler horizontaler Schlitz 61 vorgesehen. Es ist wesentlich, daß der Kollimator 29 dazu verwendet wird, Reflexionen von Wafern an anderen Stellen als den abgetaste ten Waferstellen zu vermeiden. Die Kollimation gestattet es, daß die emittierenden Mittel 28 von dem Schiff entfernt an dem Roboter angeordnet werden können. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, den Sender an einem Teil des Roboters anzubringen, der sich zu dem Schiff hin erstreckt. Aufgrund der Kollimation können Waferstellen aus der Ferne abgetastet werden, um die Anwesenheit von Wafern festzustellen. Dies ist ein wesentlicher Gesichtspunkt, Mittel zur Überprüfung der Anwesenheit von Wafern in einem System vorzusehen, das einen Roboter-Wafertransportarm verwendet.In Fig. 1a, the photoemitting means 28 and the Kol limator 29 are shown. The photoemissive means are inserted into a first end of the collimator, which is an elongated cell. At the opposite end of the Kollima gate a narrow horizontal slot 61 is provided. It is essential that the collimator 29 be used to avoid reflections from wafers at locations other than the scanned th wafer locations. The collimation allows the emitting means 28 to be located on the robot away from the ship. In addition, it is not necessary to attach the transmitter to a part of the robot that extends toward the ship. Because of the collimation, wafer locations can be scanned remotely to determine the presence of wafers. This is an essential aspect of providing means for checking the presence of wafers in a system that uses a robotic wafer transport arm.

Gemäß Fig. 1 ist eine Verarbeitungsstation 400 auf dem Ma schinendeck angeordnet. Sie enthält eine Wafer-Eingabeöffnung 401 und eine Wafer-Tragfläche 402. Es können Stifte vorgese hen sein, die von der Tragfläche 402 nach oben vorspringen. Diese Stifte, deren Einsatz durch das Steuergerät gesteuert wird, werden dazu verwendet, Wafer um einen kleinen Betrag (z. B. 5 mm) von der Plattform abzuheben, so daß der Wafer-Greifer 27 in der Verarbeitungsstation 400 unter Wafern hin durchfahren kann, um diese herauszuziehen.Referring to FIG. 1, a processing station is arranged on the deck schin MA400. It includes a wafer entry opening 401 and a wafer support surface 402 . Pins can be provided that project upward from the wing 402 . These pins, the use of which is controlled by the control device, are used to lift wafers from the platform by a small amount (for example 5 mm), so that the wafer gripper 27 can pass under wafers in the processing station 400 . to pull them out.

Ein Waferschiff 200 ist auf dem Maschinendeck angeordnet. Wafer 201 sind in dem Schiff übereinanderliegend gehalten. Das Schiff kann oberhalb, unterhalb oder auf derselben Höhe wie die Wafer-Eingabeöffnung 401 der Verarbeitungsstation 400 liegen.A wafer ship 200 is placed on the machine deck. Wafers 201 are held one above the other in the ship. The ship may be above, below, or at the same level as the wafer entry opening 401 of the processing station 400 .

Obwohl in Fig. 1 der Einfachheit halber ein Waferschiff und eine Verarbeitungsstation gezeigt sind, sind vorzugsweise zwei Waferschiffe vorgesehen, die mit Abstand in Umfangsrich tung um den Roboter 100 angeordnet sind. Alternativ dazu kön nen eine größere Anzahl von Schiffen 200 und mehrere Verar beitungsstationen mit Abstand in Umfangsrichtung um den Robo ter 100 vorgesehen sein.Although a wafer ship and a processing station are shown in FIG. 1 for the sake of simplicity, two wafer ships are preferably provided, which are arranged at a distance in the circumferential direction around the robot 100 . Alternatively, a larger number of ships 200 and a plurality of processing stations may be provided circumferentially around the robot 100 .

Obwohl der in Fig. 1 gezeigte Roboter-Wafertransportarm 100 nur mit einer Einrichtung für die radiale Bewegung versehen ist, die einen Greifer 27 aufweist, können auch zwei solche Einrichtungen vorgesehen sein, die beide an dem Querarm 16 parallel zueinander, jedoch in entgegengesetzte Richtungen weisend, angeordnet sind. Vorzugsweise sind zwei solche Ein richtungen für die radiale Bewegung vorgesehen, wenn mehr als ein Waferschiff vorhanden ist. Zwei solche Bewegungsmöglich keiten maximieren den Einsatz der Bearbeitungskammer. Nachdem ein Wafer bearbeitet ist, wird er von einem der Wafer-Greifer zurückbewegt, der Roboter wird um 180° gedreht, und ein Wafer, der bereits in den zweiten Greifer eingegeben wurde, wird in die Bearbeitungskammer eingeführt.Although the robot wafer transport arm 100 shown in FIG. 1 is only provided with a device for the radial movement, which has a gripper 27 , two such devices can also be provided, both of which on the cross arm 16 are parallel to one another, but pointing in opposite directions are arranged. Preferably, two such devices are provided for the radial movement when there is more than one wafer ship. Two such movement possibilities maximize the use of the processing chamber. After a wafer is processed, it is moved back by one of the wafer grippers, the robot is rotated through 180 °, and a wafer that has already been inserted into the second gripper is introduced into the processing chamber.

Hinter dem Waferschiff 200 ist eine optische Detektoranord nung 300 angeordnet. Individuelle Detektorfenster sind so angeordnet und ausgelegt, daß Ausstrahlungen von dem Kolli mator 29 gesammelt werden, die von der Waferstelle nach oben gerichtet sind.An optical detector arrangement 300 is arranged behind the wafer ship 200 . Individual detector windows are arranged and designed so that emissions from the collimator 29 are collected, which are directed upwards from the wafer site.

Fig. 1b zeigt einen Teil der optischen Detektoranordnung 300. Die Photodetektor-Fenster 309 sind in einem gestaffelten Mu ster angeordnet, bei dem die ungeradzahligen Fenster 309 in einer Zeile und die geradzahligen Fenster 310 in einer be nachbarten Zeile vorgesehen sind und jedes ungeradzahlige Fenster auf einer Höhe zwischen zwei geradzahligen Fenstern liegt. Aufgrund der Abmessungen der Photodetektoren ist es einfacher, diese in einem gestaffelten Muster anzuordnen. FIG. 1b shows a part of the optical detector assembly 300. The photodetector windows 309 are arranged in a staggered pattern, in which the odd-numbered windows 309 are provided in one line and the even-numbered windows 310 in a neighboring line and each odd-numbered window lies at a height between two even-numbered windows. The dimensions of the photodetectors make it easier to arrange them in a staggered pattern.

In Fig. 2a ist eine besondere Ausführungsform eines Abtasters oder Demultiplexers für eine Photodetektoranordnung 300 ge zeigt. Bei den integrierten Schaltungschips U1 bis U4 kann es sich um handelsübliche Analogsignal-Demultiplexerschaltungen ′4051 8 bis 1 handeln. Photodetektoren Q1 bis Q7 sind mit Eingängen der Schaltung U1, Photodetektoren Q8 bis Q15 mit Eingängen von U2 und Photodetektoren Q16 bis Q24 mit Eingän gen von U3 verbunden. Auswahlleitungen A, B und C sind mit den Eingänge bildenden Auswahlanschlüssen einer jeden der Schaltungen U1 bis U3 verbunden. Die Ausgänge von U1, U2 und U3 sind jeweils mit einem getrennten Eingangsanschluß von U4 verbunden. Der Photodetektor Q25 ist mit einem getrennten Eingang von U4 verbunden. Auswahlleitungen D und E sind mit zwei getrennten, als Eingänge dienenden Auswahlanschlüssen von U4 verbunden. Die Auswahlleitungen A-E sind Adreßleitun gen von einem STD-Bus-Computer 52. Der 5 Bit-Wert auf den Auswahlleitungen A-E legt fest, welcher der Ausgänge der Pho todetektoren Q1-Q25 an dem Ausgang von U4 erscheinen wird. Der Ausgang von U4 ist mit der Basis eines Transistors Q26 verbunden und über einen Widerstand R15 an Masse gelegt. Der Widerstand R15 dient dazu, die Basis-Emitter-Kapazität des Transistors Q26 zu entladen, wenn das ihn erreichende Signal einen niedrigen Wert aufweist. Der Kollektor von Q26 ist mit einer +5 Volt-Spannungsquelle über einen Widerstand R21 ver bunden, während der Emitter an Masse angeschlossen ist. Der Transistor Q26 dient dazu, das Stromsignal von den Photode tektoren in ein Spannungssignal SIG umzuwandeln.In Fig. 2a, a particular embodiment is shown of a scanner or demultiplexer for a photodetector array 300 ge. The integrated circuit chips U1 to U4 can be commercially available analog signal demultiplexer circuits' 4051 8 to 1. Photodetectors Q1 to Q7 are connected to inputs of the circuit U1, photodetectors Q8 to Q15 to inputs of U2 and photodetectors Q16 to Q24 to inputs of U3. Selection lines A, B and C are connected to the selection connections of each of the circuits U1 to U3 which form the inputs. The outputs of U1, U2 and U3 are each connected to a separate input connection of U4. The photodetector Q25 is connected to a separate input from U4. Selection lines D and E are connected to two separate U4 selection connections serving as inputs. The selection lines AE are address lines from an STD bus computer 52 . The 5-bit value on the selection lines AE determines which of the outputs of the photodetectors Q1-Q25 will appear at the output of U4. The output of U4 is connected to the base of a transistor Q26 and is grounded through a resistor R15. Resistor R15 serves to discharge the base-emitter capacitance of transistor Q26 when the signal reaching it is low. The collector of Q26 is connected to a +5 volt voltage source via a resistor R21 while the emitter is connected to ground. The transistor Q26 serves to convert the current signal from the photodetectors into a voltage signal SIG.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das Strahlungsenergie signal, das von den photoemittierenden Mitteln ausgestrahlt wird, so ausgelegt, daß es ein impulsförmiges Signal mit vor gegebener Frequenz und vorgegebenem Arbeitszyklus ist. Dies reduziert die Erwärmung der Photoemitter, während eine Spit zenstrahlungsleistung geliefert wird, und schafft auch Mittel zum Nachprüfen des erfaßten Signals.According to one aspect of the invention, this is radiant energy signal emitted by the photo-emitting means is designed so that there is a pulse-shaped signal in front given frequency and working cycle. This reduces the heating of the photo emitter during a spit Zen radiation power is delivered, and also creates funds for checking the detected signal.

Obwohl, unter Bezugnahme wiederum auf Fig. 2a, das ausgewähl te Photodetektorsignal SIG von dem Multiplexer dem Steuerge rät unmittelbar eingegeben werden könnte, ist vorzugsweise vorgesehen, die Zeitfolge des Signals zu messen, um nachzu prüfen und gegebenenfalls zu bestätigen, daß das Signal zu treffend ist. Wie zuvor erwähnt, besitzt das Photoemitter-An steuersignal einen vorgewählten Arbeitszyklus und eine vor gewählte Frequenz. Diese Werte werden überprüft, um zu bestä tigen, daß das Signal zutreffend ist. Es sei bemerkt, daß der Arbeitszyklus des Signals von den Photodetektoren etwas (ei nige wenige Prozent) höher als der Arbeitszyklus der Photo emitter-Wellenform sein kann, und zwar, zumindest teilweise, aufgrund der Emitter-Basis-Kapazität der Photodetektoren. Ein Vorteil der Nachprüfung des Signals besteht in dem Ausfiltern von Rauschen, das durch andere Strahlungsenergiequellen in der Nähe der Wafer-Verarbeitungsmaschine erzeugt sein kann. Although, with reference again to FIG. 2a, the selected photodetector signal SIG from the multiplexer could be input to the control device, provision is preferably made to measure the time sequence of the signal in order to check and, if necessary, to confirm that the signal is applicable is. As previously mentioned, the photo emitter drive signal has a preselected duty cycle and a preselected frequency. These values are checked to confirm that the signal is correct. It should be noted that the duty cycle of the signal from the photodetectors may be slightly (a few percent) higher than the duty cycle of the photo emitter waveform, at least in part, due to the emitter-base capacitance of the photodetectors. An advantage of checking the signal is to filter out noise that may be generated by other radiant energy sources near the wafer processing machine.

Impulserzeugende Schaltungsanordnungen zur Ansteuerung der photoemittierenden Mittel mit Impulsen vorgegebener Frequenz und mit vorgegebenem Arbeitszyklus sind allgemein bekannt. Ein Schema einer solchen bevorzugten Schaltung ist in Fig. 2b gezeigt. Die Signalnachprüfschaltung verwendet Zeitgeberschal tungen, um nachzuprüfen, ob sowohl der Abschnitt hohen Pegels des Impulses als auch dessen Abschnitt niedrigen Pegels inner halb vorgegebener Grenzen liegt. Falls dies der Fall ist, wird das Signal bestätigt und dem Steuergerät zugeführt. Eine dazu geeignete Schaltungsanordnung ist in Fig. 2c gezeigt.Pulse-generating circuit arrangements for controlling the photoemitting means with pulses of a predetermined frequency and with a predetermined operating cycle are generally known. A schematic of such a preferred circuit is shown in Fig. 2b. The signal verification circuit uses timing circuits to verify that both the high level portion of the pulse and its low level portion are within predetermined limits. If this is the case, the signal is confirmed and sent to the control unit. A suitable circuit arrangement is shown in Fig. 2c.

Im folgenden werden die Schaltungsanordnungen der Fig. 2b und 2c beschrieben.The circuit arrangements of FIGS. 2b and 2c are described below.

Fig. 2b zeigt eine Schaltung zur Ansteuerung von photoemit tierenden Mitteln 28. Beginnt man mit der linken Seite des Diagramms, so ist eine positive Spannung (z. B. +5 Volt) an einen Widerstand R9 angelegt, der über eine Diode D1 und ei nen Kondensator C6 mit Masse verbunden ist. Die Anschlüsse 2 und 6 der integrierten Schaltung IC1, ein ′555-Zeitgeber, sind mit der Verbindungsstelle zwischen der Diode D1 und dem Kondensator C6 verbunden. Die Zeitkonstante des durch den Kondensator C6 und den Widerstand R9 gebildeten RC-Gliedes bestimmt die Zeit, während der der Ausgangssignalimpuls des ′555-Zeitgebers einen hohen Pegel annimmt. Die zwischen dem Kondensator C6 und der Diode D1 abgegriffene Spannung wird dazu verwendet, den Zeitgeber IC1 so anzusteuern, daß der Entladeanschluß 7 auf ein niedriges Potential gebracht wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der Kondensator C6 über den Wider stand R10 und den Entladeanschluß 7 entladen. Die RC-Konstan te des Widerstandes R10 und des Kondensators C6 bestimmt die Zeitdauer, während der das Ausgangssignal des ′555-Zeitgebers einen geringen Pegel besitzt. Fig. 2b shows a circuit for controlling photoemptive means 28th Starting with the left side of the diagram, a positive voltage (e.g. +5 volts) is applied to a resistor R9, which is connected to ground via a diode D1 and a capacitor C6. The terminals 2 and 6 of the integrated circuit IC1, a '555 timer, are connected to the junction between the diode D1 and the capacitor C6. The time constant of the RC element formed by the capacitor C6 and the resistor R9 determines the time during which the output signal pulse of the '555 timer assumes a high level. The voltage tapped between the capacitor C6 and the diode D1 is used to drive the timer IC1 in such a way that the discharge terminal 7 is brought to a low potential. At this time, the capacitor C6 via the opposing R10 and the discharge terminal 7 is discharged. The RC constant of the resistor R10 and the capacitor C6 determines the period of time during which the output signal of the '555 timer has a low level.

Der Arbeitszyklus sowie die Frequenz können gesteuert werden, indem die Werte der Widerstände R9 und R10 variiert werden. Der Arbeitszyklus ist ein vorbestimmter Wert, der begrenzt wird, um das Erwärmen des Photoemitters 28 herabzusetzen, während eine hohe Spitzen-Ausgangsstrahlungsenergie erhalten wird. Wie weiter unten noch erläutert wird, ist der vorge wählte Wert des Arbeitszyklus und der Frequenz gemäß einem Aspekt der Erfindung insoweit wesentlich, als er in der Pho todetektor-Schaltungsanordnung überprüft wird, um das empfan gene Signal zu bewerten.The duty cycle and frequency can be controlled by varying the values of resistors R9 and R10. The duty cycle is a predetermined value that is limited to reduce heating of the photoemitter 28 while maintaining high peak output radiant energy. As will be explained further below, the pre-selected value of the duty cycle and the frequency according to one aspect of the invention is essential insofar as it is checked in the photodetector circuit arrangement in order to evaluate the received signal.

Die Anschlüsse 4 und 8 sind mit der +5 Volt-Klemme verbunden und durch einen Kondensator C4 vor Spannungsspitzen geschützt. Der Anschluß 5 ist an Masse gelegt und durch einen Kondensa tor C5 vor Spannungsspitzen geschützt. Das Ausgangssignal wird an dem Anschluß 3 abgegeben und über einen Strombegren zungswiderstand R8 der Basis des Steuertransistors Q2 zuge führt. Eine positive 24 Volt-Versorgungsspannung ist über einen Photoemitter 28 angelegt. Der Photoemitter ist über einen Strombegrenzungswiderstand R7 und den Transistor Q2 mit Masse verbunden.Connections 4 and 8 are connected to the +5 volt terminal and protected from voltage peaks by a capacitor C4. The terminal 5 is grounded and protected by a capacitor C5 against voltage spikes. The output signal is output at the terminal 3 and leads via a current limiting resistor R8 to the base of the control transistor Q2. A positive 24 volt supply voltage is applied via a photoemitter 28 . The photoemitter is connected to ground via a current limiting resistor R7 and the transistor Q2.

Fig. 2c zeigt eine Signalnachprüfschaltung. Diese Schaltung bestätigt, daß die Perioden mit hohem und niedrigem Pegel des Photodetektorsignals SIG innerhalb vorgegebener Grenzen lie gen. Das Signal wird über einen Widerstand R12 einem an Masse liegenden Kondensator C7 und einem Schmitt-Trigger 53 zuge führt. Der Widerstand R12 und der Kondensator C7 dienen dazu, das Signal zu glätten, indem Signalspitzen aus dem Signal ausgefiltert werden. Der Schmitt-Trigger 53 dient dazu, das Signal in ein Rechtecksignal umzuformen, d. h., die Übergänge zwischen hohem und niedrigem Pegel schärfer auszubilden. Der Kern der Zeitgeberschaltung besteht aus zwei integrierten Schaltungen U5 und U6 vom Typ 74HCT74. Das Signal an dem Da tenanschluß D wird, ob es nun einen hohen oder einen niedri gen Pegel aufweist, an dem Ausgangsanschluß 6 wiedergegeben, wenn der Taktanschluß CLK auf einen hohen Pegel gebracht wird, sofern der Rücksetzanschluß CLR nicht zuerst auf einen niedrigen Pegel gebracht wird. Fig. 2c shows a Signalnachprüfschaltung. This circuit confirms that the periods of high and low level of the photodetector signal SIG lie within predetermined limits. The signal is fed via a resistor R12 to a capacitor C7 connected to ground and a Schmitt trigger 53 . Resistor R12 and capacitor C7 serve to smooth the signal by filtering signal peaks from the signal. The Schmitt trigger 53 serves to convert the signal into a square-wave signal, ie to make the transitions between high and low levels sharper. The core of the timer circuit consists of two integrated circuits U5 and U6 of type 74HCT74. The signal at the D terminal D, whether it is high or a low level, is reproduced at the output terminal 6 when the clock terminal CLK is brought to a high level unless the reset terminal CLR is first brought to a low level .

Funktionsmäßig kann ein Teil der Schaltung in Abschnitte un terteilt werden. Der durch den Widerstand R13, die Diode D1, den Widerstand R4, den Kondensator C7 und den Operationsver stärker 54 gebildete Abschnitt ist dazu bestimmt, zu überprü fen, ob die Zeitdauer, während der der Impuls einen hohen Pegel annimmt, zumindest einem ersten vorgewählten Wert ent spricht. Der durch den Widerstand R13, die Diode D2, den Wi derstand R1, den Kondensator C8 und den Operationsverstärker 55 gebildete Abschnitt ist dazu bestimmt, zu überprüfen, ob die Zeitdauer, während der der Impuls einen hohen Pegel an nimmt, nicht größer als ein zweiter vorgewählter Wert ist. In gleicher Weise sind die Abschnitte, denen R15 und R16 angehö ren, dazu bestimmt, zu überprüfen, ob die Zeitdauer, während der der Impuls einen niedrigen Pegel annimmt, ein bestimmtes Minimum bzw. Maximum einhält. Die Widerstände R1-R4 besitzen Werte, die dazu ausgewählt sind, RC-Konstanten mit den jewei ligen Kondensatoren C7-C10, über die sie an Masse angeschlos sen sind, festzulegen. Die ausgewählten RC-Konstanten ent sprechen der maximalen und minimalen Zeitdauer für den Ab schnitt mit hohem Pegel und den Abschnitt mit niedrigem Pegel des Signals.Functionally, part of the circuit can be divided into sections. The portion formed by the resistor R13, the diode D1, the resistor R4, the capacitor C7 and the operational amplifier 54 is intended to check whether the length of time during which the pulse assumes a high level is at least a first preselected value speaks accordingly. The portion formed by the resistor R13, the diode D2, the resistor R1, the capacitor C8 and the operational amplifier 55 is intended to check whether the period of time during which the pulse goes high does not exceed a second is selected value. Similarly, the sections to which R15 and R16 belong are designed to check whether the length of time during which the pulse assumes a low level complies with a certain minimum or maximum. The resistors R1-R4 have values that are selected to define RC constants with the respective capacitors C7-C10, via which they are connected to ground. The selected RC constants correspond to the maximum and minimum periods of time for the high level section and the low level section of the signal.

Nimmt das Signal SIG den hohen Pegel an, so fließt ein Strom durch R4, um C7 aufzuladen. Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 54 ist mit der Verbindungsstelle von R4 und C7 verbunden. Das Ausgangssignal des Operations verstärkers 54, das zur Spannung an dem Kondensator C7 pro portional ist, wird dem Datenanschluß von U5 zugeführt. Damit wird der Datenanschluß von U5 nach einer bestimmten Zeitdau er, die der minimalen annehmbaren Zeitdauer für den hochpege ligen Abschnitt des Impulses entspricht, auf einen hohen Pe gel gebracht. Das Signal SIG wird somit über einen (invertie renden) Schmitt-Trigger 55 dem Taktanschluß von U5 zugeführt. Am Ende des hochpegeligen Impulses wird der Taktanschluß so mit ein aktives Hoch-Signal empfangen und das hochpegelige Signal an dem Datenanschluß D wird an dem Ausgang Q wiederge geben werden. Weist dagegen das Signal SIG nicht für eine hinreichend lange Zeitdauer einen hohen Pegel auf, um C7 auf den Pegel aufzuladen, der den Operationsverstärker 54 um schaltet, so wird der Datenanschluß zu der Zeit einen niedri gen Pegel annehmen, zu der das Signal einen niedrigen Pegel annimmt, und ein niedriger Pegel wird an dem Ausgang Q wie dergegeben werden.When the signal SIG goes high, a current flows through R4 to charge C7. The non-inverting input of operational amplifier 54 is connected to the junction of R4 and C7. The output signal of the operational amplifier 54 , which is proportional to the voltage on the capacitor C7, is fed to the data connection of U5. Thus, the data connection from U5 is brought to a high level after a certain period of time, which corresponds to the minimum acceptable period of time for the high-level section of the pulse. The signal SIG is thus fed via a (inverting) Schmitt trigger 55 to the clock connection of U5. At the end of the high level pulse, the clock connection is received with an active high signal and the high level signal at the data connection D will be output at the Q output. On the other hand, if the signal SIG is not at a high level for a sufficiently long period of time to charge C7 to the level which switches the operational amplifier 54 , the data connection will assume a low level at the time when the signal is at a low level assumes and a low level will be output at Q.

Zur gleichen Zeit lädt das Signal den Kondensator C8 über den Widerstand R1 auf. Der Wert von R1 ist höher als der von R4 und führt zu einer RC-Zeitkonstanten für den Widerstand R1 und den Kondensator C8, die zu einer entsprechenden maximalen Zeitdauer für das einen hohen Pegel annehmende Signal SIG führt. Weist das Signal für eine hinreichend lange Zeit einen hohen Pegel auf, so wird der Kondensator C8 auf eine Spannung aufgeladen, die bewirkt, daß der Ausgang des Operationsver stärkers 55, mit dem er verbunden ist (an dem invertierenden Eingang), einen niedrigen Pegel annimmt. Der Rücksetzanschluß von U5 ist mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 55 ver bunden. Nimmt das Ausgangssignal des Operationsverstärkers einen niedrigen Pegel an, so wird demnach U5 zurückgesetzt und der Wert an dem Datenanschluß wird nicht an dem Ausgangs anschluß wiedergegeben. Obwohl der einen hohen Pegel aufwei sende Impuls hinreichend lang war, um die Minimalbedingung zu erfüllen und den Datenanschluß auf einen hohen Wert zu setzen, wird das Signal, da der Impuls zu lang war, nicht als Hoch-Signal bewertet und als Ausgangssignal von U5 wiedergegeben. Verschwindet das Signal, so werden die Kondensatoren C7, C8 über die Dioden D1 bzw. D2 und die einen relativ geringen Wert aufweisenden Widerstände R4 bzw. R1 entladen, wodurch sie zurückgesetzt werden, um den nächsten Impuls hohen Pegels zu messen.At the same time, the signal charges capacitor C8 through resistor R1. The value of R1 is higher than that of R4 and results in an RC time constant for the resistor R1 and the capacitor C8, which leads to a corresponding maximum duration for the high-level signal SIG. If the signal has been at a high level for a sufficiently long time, the capacitor C8 is charged to a voltage which causes the output of the operational amplifier 55 to which it is connected (at the inverting input) to assume a low level . The reset terminal of U5 is connected to the output of operational amplifier 55 . If the output signal of the operational amplifier assumes a low level, U5 is accordingly reset and the value at the data connection is not reproduced at the output connection. Although the high-level pulse was long enough to meet the minimum condition and set the data port high, the signal, because the pulse was too long, is not considered a high signal and is output as U5 . If the signal disappears, the capacitors C7, C8 are discharged via the diodes D1 and D2 and the relatively low value resistors R4 and R1, respectively, whereby they are reset to measure the next high level pulse.

Die die Widerstände R15 und R16 enthaltenden Abschnitte, die die Perioden niedrigen Pegels des Signals SIG messen, sind mit der Ausnahme von gleicher Art, daß die Ausgangssignale der Operationsverstärker 56, 57 durch Entladen der Kondensa toren C10, C9 über das Signal SIG in einen aktiven Zustand invertiert werden. Die Operationsverstärker 56 und 57 sind mit U6 so verbunden, wie die Operationsverstärker 54 und 55 mit U5 verbunden sind. Auch das Photodetektorsignal SIG wird nicht invertiert, bevor es an den Taktanschluß CLK von U6 angelegt wird, da U6 mit dem Messen des Abschnitts geringen Pegels des Signals SIG befaßt ist. Die Kondensatoren C9, C10 werden auch eher während der Hochpegel-Phase des Signals SIG über die Widerstände R15, R16 und die Dioden D3, D4 aufgela den, als während der Phase niedrigen Pegels des Signals SIG entladen zu werden.The portions containing the resistors R15 and R16 which measure the low level periods of the signal SIG are of the same type, with the exception that the output signals of the operational amplifiers 56 , 57 by discharging the capacitors C10, C9 via the signal SIG into an active one State can be inverted. The operational amplifiers 56 and 57 are connected to U6 as the operational amplifiers 54 and 55 are connected to U5. Also, the photodetector signal SIG is not inverted before it is applied to the clock terminal CLK of U6 since U6 is concerned with measuring the low level portion of the signal SIG. Capacitors C9, C10 are also charged through resistors R15, R16 and diodes D3, D4 during the high level phase of signal SIG rather than being discharged during the low level phase of signal SIG.

Die invertierenden Eingänge der Operationsverstärker 54 und 56 und die nichtinvertierenden Eingänge der Operationsver stärker 55 und 57, bei denen es sich nicht um mit den RC-Schaltkreisen verbundene Eingänge handelt, werden von einem Spannungsteiler angesteuert, der die Widerstände R6 und R7 enthält und an +5 Volt angelegt ist.The inverting inputs of operational amplifiers 54 and 56 and the non-inverting inputs of operational amplifiers 55 and 57 , which are not inputs connected to the RC circuits, are driven by a voltage divider that contains resistors R6 and R7 and to + 5 volts is applied.

Die Ausgangsanschlüsse Q und Q′ von U5 bzw. U6 sind mit den Eingängen eines UND-Gatters 58 verbunden. Damit müssen vier Bedingungen, die durch die Maxima und Minima der Perioden hohen und niedrigen Pegels des Photodetektorsignals bestimmt sind, erfüllt werden, um zu erreichen, daß das Ausgangssignal des UND-Gatters einen wirksamen niedrigen Pegel aufweist. Das Ausgangssignal des UND-Gatters wird dem STD-BUS-Computer zu geführt.The output terminals Q and Q 'of U5 and U6 are connected to the inputs of an AND gate 58 . Four conditions, determined by the maxima and minima of the high and low level periods of the photodetector signal, must therefore be met in order to ensure that the output signal of the AND gate has an effective low level. The output signal of the AND gate is fed to the STD-BUS computer.

Obwohl das Steuergerät als STD-BUS-Computer dargestellt ist, können auch andere Steuergeräte wie z. B. solche auf der Basis von anderen Mikroprozessoren, einem Mikrosteuergerät oder sol che auf der Basis einer Transistor-Transistor-Logik verwendet werden. Im Falle eines STD-BUS-Computers kann es zweckmäßig sein, wenn dieser einen Intel 8088-Mikroprozessor oder einen ähnlichen Mikroprozessor, Speicher und Daten- sowie Adreßpuf fer enthält.Although the control unit is shown as an STD-BUS computer, can also other control devices such. B. those based from other microprocessors, a microcontroller or sol che used on the basis of a transistor-transistor logic will. In the case of an STD-BUS computer, it can be useful if this is an Intel 8088 microprocessor or one similar microprocessor, memory and data and address puff fer contains.

Während des Betriebs des Wafer-Transportsystems ist das Steu ergerät so programmiert, daß der Roboter derart bewegt wird, daß der Kollimator 29 und der Wafer-Greifer 27 einer Waferstelle gegenüberliegen, der ein Wafer zu entnehmen ist. Dann wird das Signal des betreffenden Photodetektors der Anord nung, der dieser Waferstelle entspricht, in das Steuergerät (STD-BUS-Computer) eingelesen. Der Wert wird überprüft, um festzustellen, ob das Signal von den photoemittierenden Mit teln den Photodetektor nicht erreicht hat, was anzeigen wür de, daß ein Wafer vorhanden ist. Dann wird der Wafer-Greifer 27 entlang der Führung 58 in das Schiff ausgefahren. Der Arm wird dann um einen kleinen Betrag angehoben, um den Wafer von dem Boden der Nuten an der Innenwand des Schiffes abzuheben. Zu dieser Zeit wird ein Signal von dem STD-BUS-Computer einer Vakuum-Steuermagnetspule 46 zugeführt, um über die Vakuumlei tung 33 an die obere Fläche des Wafer-Greifers 27 ein Vakuum anzulegen und den Wafer zu ergreifen. Der Wafer-Greifer wird dann zurückgezogen, und der Wafer kann in die Bearbeitungs station bewegt werden.During the operation of the wafer transport system, the control device is programmed such that the robot is moved in such a way that the collimator 29 and the wafer gripper 27 lie opposite a wafer location from which a wafer can be removed. Then the signal of the relevant photodetector of the arrangement which corresponds to this wafer location is read into the control device (STD-BUS computer). The value is checked to see if the signal from the photo-emitting means has not reached the photodetector, which would indicate that a wafer is present. Then the wafer gripper 27 is extended into the ship along the guide 58 . The arm is then raised a small amount to lift the wafer off the bottom of the grooves on the inside wall of the ship. At this time, a signal from the STD-BUS computer is supplied to a vacuum control solenoid 46 to apply a vacuum to the upper surface of the wafer gripper 27 via the vacuum line 33 and to grip the wafer. The wafer gripper is then withdrawn and the wafer can be moved into the processing station.

Fig. 3 zeigt ein optisches Schema. Photoemittierende Mittel 28 senden Licht in eine Vielzahl von Richtungen aus. Die Öff nung 61 des Kollimators 29 dient dazu, ein enges Lichtstrah lenbündel P1 mit einem bestimmten Streuungswinkel zu bilden. Das Strahlenbündel P1 ist nach oben auf einen Wafer 203 des Wafersatzes 201 in den Waferplätzen des Schiffes 200 gerich tet. Der Kollimator ist derart an dem Querarm 16 angebracht, daß dann, wenn das Lichtstrahlenbündel P1 auf die Mitte des Wafers 203 auftrifft, der Wafer-Greifer 27 vertikal genau unter dem Wafer 203 positioniert ist. Wäre der Wafer nicht vorhanden, so würde das Strahlenbündel P1 als P2 weiterführen und auf dem Demultiplex-Photodetektor 310 des Photodetektor satzes 309 der Photodetektoranordnung 300 auftreffen. Fig. 3 shows an optical scheme. Photoemissive means 28 emit light in a variety of directions. The opening 61 of the collimator 29 serves to form a narrow beam P1 with a certain angle of scatter. The beam of rays P1 is directed upwards onto a wafer 203 of the wafer set 201 in the wafer positions of the ship 200 . The collimator is attached to the cross arm 16 such that when the light beam P1 hits the center of the wafer 203 , the wafer gripper 27 is positioned vertically just below the wafer 203 . If the wafer were not present, the beam P1 would continue as P2 and strike the demultiplexing photodetector 310 of the photodetector set 309 of the photodetector arrangement 300 .

Fig. 4 zeigt in perspektivischer Ansicht das Maschinendeck 42. Zwei Schiffssockel 202, 202′ sind auf dem Deck angeordnet. Einer der Schiffssockel 202 trägt ein Schiff 200, das einen Wafer 201 enthält. Auf dem Deck 42 ist auch eine Bearbeitungs kammer 400 vorgesehen, die einen Wafer-Eingangsschlitz 401, eine Wafer-Trägerplattform 402 und Wafer-Anhebestifte 403 auf weist. Ein Roboter-Transportarm mit einem querverlaufenden Abschnitt 60 und einem Sockelabschnitt 50 ist zwischen den beiden Schiffssockeln 202, 202′ und der Bearbeitungsstation 402 auf dem Deck 42 angeordnet. Fig. 4 shows a perspective view of the machinery deck 42nd Two ship bases 202 , 202 'are arranged on the deck. One of the ship sockets 202 carries a ship 200 that contains a wafer 201 . On the deck 42 , a processing chamber 400 is also provided which has a wafer entry slot 401 , a wafer support platform 402 and wafer lift pins 403 . A robot transport arm with a transverse section 60 and a base section 50 is arranged between the two ship bases 202 , 202 'and the processing station 402 on the deck 42 .

Der in Fig. 4 dargestellte Roboter 100′ weist zwei Einrich tungen für eine radiale Bewegung, wie oben angegeben, auf. Die Figur zeigt zwei Wafer-Greifer 27, 27′ und zwei Führungs schienen 58, 58′. Es sind alle im Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnten Teile für eine radiale Bewegung der Greifer 27, 27′ vorgesehen, obwohl nicht alle diese Teile dargestellt sind.The robot 100 'shown in Fig. 4' has two facilities for radial movement, as indicated above. The figure shows two wafer grippers 27 , 27 'and two guide rails 58 , 58 '. There are all parts mentioned in connection with Fig. 1 for a radial movement of the grippers 27 , 27 ', although not all of these parts are shown.

Obwohl der Roboter auf verschiedene Weise arbeiten kann, ist im folgenden ein vorteilhafter Betrieb erläutert. Es werden alle Wafer von einem der Mehrzahl von Schiffen bearbeitet, und dann werden alle Wafer in den anderen Schiffen bearbeitet. Die Wafer werden wieder freigegeben, während die Bearbeitung fortgesetzt wird. Ist die Bearbeitung des Wafers in der Bear beitungsstation abgeschlossen, so wird der Wafer von dem Stift 403 angehoben. Der freie Greifer wird dazu verwendet, den Wafer aus der Bearbeitungsstation zu entfernen. Der Robo ter-Transportarm wird dann um 180° gedreht, und der Wafer, der von dem Schiff aufgenommen wurde, wird in die Bearbei tungskammer 401 eingebracht. Dann wird der Wafer, der bear beitet wurde, zu seinem ursprünglichen Schlitz zurückgebracht, der in dem Speicher des STD-BUS-Computers 52 gespeichert wur de. Mit zwei Wafer-Greifern wird die Zeitdauer zwischen der Verarbeitung aufeinanderfolgender Wafer auf ein Minimum her abgesetzt. Wafer werden entnommen und zu den Schiffen zurück gebracht, während die Bearbeitungskammer in Betrieb ist. Die Verarbeitung wird nicht aufgehalten, während Wafer in dem Schiff aufgefunden und diesem entnommen bzw. in dieses einge bracht werden. Aufgrund der Auslegung des Roboters muß es darüber hinaus auch nicht angehoben oder abgesenkt werden, was beschwerlich wäre, sondern er wird einfach gedreht.Although the robot can work in various ways, an advantageous operation is explained below. All wafers from one of the plurality of ships are processed and then all wafers in the other ships are processed. The wafers are released again while processing continues. When the processing of the wafer in the processing station has been completed, the wafer is lifted by the pin 403 . The free gripper is used to remove the wafer from the processing station. The robot transport arm is then rotated 180 ° and the wafer picked up by the ship is placed in the processing chamber 401 . Then, the wafer being processed is returned to its original slot, which was stored in the memory of the STD-BUS computer 52 . With two wafer grippers, the time between the processing of successive wafers is reduced to a minimum. Wafers are removed and returned to the ships while the processing chamber is in operation. Processing is not stopped while wafers are found in and removed from the ship. In addition, due to the design of the robot, it does not have to be raised or lowered, which would be troublesome, but simply rotated.

Fig. 5 zeigt den Grundriß des Decks 42 einer Verarbeitungsma schine. Der Roboter-Transportarm 100 ist zentral auf dem Deck 42 angeordnet. Auf der einen Seite des Armes 100 ist eine Wafer-Bearbeitungsstation 400 vorgesehen. Auf der anderen Seite sind zwei in durchgezogenen Linien dargestellte Wafer-Kassetten 200, 200′ vorgesehen, die nebeneinandergesetzt und bezüglich des Roboters in einer etwas gespreizten Form ange ordnet sind. Sie sind derart gespreizt angeordnet, daß jede dem Roboter-Transportarm 100 gegenüberliegt und innerhalb dessen Reichweite angeordnet ist. Beide Greifer 27, 27′ kön nen jedes der Schiffe und die Verarbeitungsstation erreichen. Die Schiffe 200, 200′ liegen auf drehbaren Stützen auf. Die oberen Schiffe 200, 200′ sind um die Achsen E bzw. D drehbar. Die Schiffe 200, 200′ sind in durch Phantomlinien dargestell te Stellungen 200A bzw. 200A′ drehbar. Die durch die Phantom linien 200A, 200A′ dargestellten Stellungen sind mit der Vor derseite der Maschine ausgerichtet und so gewählt, daß das Entfernen der Schiffe oder das Aufsetzen dieser Schiffe auf den Stützen durch eine bewegliche Transporteinrichtung er leichtert ist. Damit können die Schiffsstützen von einer Stellung, in der sie von einer beweglichen Schiffstransport einrichtung erreicht werden können, in eine Position bewegt werden, in der sie von einem Roboter-Wafertransportarm auf dem Deck der Maschine erreicht werden können. Fig. 5 shows the plan of the deck 42 of a processing machine. The robot transport arm 100 is arranged centrally on the deck 42 . A wafer processing station 400 is provided on one side of the arm 100 . On the other hand, two solid-state wafer cassettes 200 , 200 'are provided, which are placed next to each other and are arranged in a somewhat spread shape with respect to the robot. They are arranged in such a spread that each is opposite the robot transport arm 100 and is arranged within its range. Both grippers 27 , 27 'NEN each of the ships and the processing station can reach. The ships 200 , 200 'lie on rotatable supports. The upper ships 200 , 200 'are rotatable about the axes E and D, respectively. The ships 200 , 200 'can be rotated into positions 200 A and 200 A' shown by phantom lines'. The positions shown by the phantom lines 200 A, 200 A 'are aligned with the front of the machine and chosen so that the removal of the ships or the placement of these ships on the supports is facilitated by a movable transport device. The ship supports can thus be moved from a position in which they can be reached by a movable ship transport device into a position in which they can be reached by a robot wafer transport arm on the deck of the machine.

Der Kreis R gibt den Zugriffsbereich des Roboter-Wafertrans portarms an. Wie in der Figur zu sehen ist, liegen die Bear beitungsstation 400 und die Schiffe in den mit 200 und 200′ bezeichneten Stellungen auf dem Kreis R.The circle R indicates the access area of the robot wafer transport arm. As can be seen in the figure, the processing station 400 and the ships are in the positions designated 200 and 200 'on the circle R.

In Fig. 6 sind die Einzelheiten der Schiffsstütze gezeigt. Wie in bezug auf Fig. 5 erwähnt, dreht sich die Schiffsstütze um eine Achse E. Ein Wellenzapfen 204 steht von dem Hauptkör per der Stütze 202 ab. Zwischen dem Wellenzapfen und dem Ma schinendeck sind Lager 205 vorgesehen, um die Plattform abzu stützen und eine Drehbewegung dieser Plattform zuzulassen. An der zylindrischen Wand des Wellenzapfens 204 ist ein mit ei nem Auge versehener runder Vorsprung 206 angeordnet. Ein zu sammenwirkende Augen aufweisendes, gegabeltes Ende 208 einer ausfahrbaren Strebe 213 ist mit dem runden Vorsprung 206 über einen Walzenzapfen 207 verbunden. Der ausfahrbare Arm besteht aus einem mit einem Außengewinde versehenen Schaft 210 und einem mit einem Innengewinde versehenen Rohr 209, die zusam mengeschraubt sind. Ein Motor 211 ist unmittelbar mit dem Ende des mit einem Außengewinde versehenen Schaftes 210 ge kuppelt, das nicht in das mit einem Innengewinde versehene Rohr 209 eingeschraubt ist. Der Motor 211 ist über einen zweiten Walzenzapfen 212 drehbar mit dem Maschinendeck ver bunden. Ein Drehen des Motors 211 bewirkt den Schraubvorgang zwischen dem Schaft 210 und dem Rohr 209, wodurch eine Zug- oder Druckkraft auf den runden Vorsprung 206 ausgeübt wird, so daß der Wellenzapfen 204 und damit die gesamte Schiffs stütze 202 gedreht werden.In Fig. 6 the details of the ship's prop are shown. As mentioned in relation to FIG. 5, the ship's support rotates about an axis E. A shaft journal 204 protrudes from the main body by the support 202 . Between the shaft journal and the machine deck, bearings 205 are provided in order to support the platform and to allow this platform to rotate. A round projection 206 provided with an eye is arranged on the cylindrical wall of the shaft journal 204 . A forked end 208 of an extendable strut 213 having interacting eyes is connected to the round projection 206 via a roller pin 207 . The extendable arm consists of an externally threaded shaft 210 and an internally threaded tube 209 which are screwed together. A motor 211 is directly coupled to the end of the externally threaded shaft 210 which is not screwed into the internally threaded tube 209 . The motor 211 is rotatably connected to the machine deck via a second roller journal 212 . A rotation of the motor 211 causes the screwing operation between the shaft 210 and the tube 209 , whereby a tensile or compressive force is exerted on the round projection 206 , so that the shaft journal 204 and thus the entire ship support 202 are rotated.

Das Gehäuse 300 der Photodetektoranordnung ist an der Schiffs stütze 202 angebracht. Das Gehäuse 300 ist über einen Walzen zapfen 308 drehbar durch einen Lagerblock 307 abgestützt. Das Gehäuse ist auch über einen Walzenzapfen 301 mit einem ersten Ende eines mit einem Innengewinde versehenen Rohres eines ausfahrbaren Schaftes 302 verbunden. Ein zweites Ende des mit einem Innengewinde versehenen Rohres 302 ist mit einem ersten Ende eines mit einem Außengewinde versehenen Schaftes 304 verbunden. Ein zweites Ende des mit einem Außengewinde ver sehenen Schaftes ist unmittelbar mit der Welle eines Motors 305 gekuppelt. Das Gehäuse des Motors ist über einen Stift 308 drehbar durch einen Lagerblock 306 abgestützt. Damit be wirkt der Motor, daß auf das Photodetektorgehäuse 300 um den Stift 308 ein Kraftmoment ausgeübt wird. Das Gehäuse 300 kann von seiner vertikalen Arbeitsstellung in eine horizontale Stellung verbracht werden, wo es unter der oberen Seite der Schiffsstütze 202 liegt. In der abgesenkten Stellung behin dert es nicht das Aufbringen von Schiffen auf die Stütze. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn Schiffe durch eine bewegliche Schiffstransporteinrichtung auf die Stütze aufgebracht werden.The housing 300 of the photodetector arrangement is attached to the ship's support 202 . The housing 300 is rotatably supported on a roller pin 308 by a bearing block 307 . The housing is also connected via a roller pin 301 to a first end of an internally threaded tube of an extendable shaft 302 . A second end of internally threaded tube 302 is connected to a first end of an externally threaded shaft 304 . A second end of the shaft seen with an external thread is directly coupled to the shaft of a motor 305 . The housing of the motor is rotatably supported by a bearing block 306 via a pin 308 . This causes the motor to exert a moment of force on the photodetector housing 300 around the pin 308 . The housing 300 can be moved from its vertical working position to a horizontal position where it lies below the upper side of the ship's support 202 . In the lowered position, it does not hinder the placing of ships on the support. This is particularly important when ships are placed on the support by a movable ship transport device.

Claims

1. Device for handling wafers, with
a wafer ship, which has a plurality of slots for receiving wafers,
a wafer processing station,
a robotic wafer transport device for transporting wafers between each of the slots and the processing station, which includes a movable unit to reach each of the slots for receiving wafers,
a photo-emitting device attached to the movable unit,
an array of individually addressable photodetectors, each located at a location corresponding to one of the slots for receiving wafers and positioned to receive radiation emitted by the photoemissive device and passing through the slot, and
means for scanning the individually addressable photodetectors to determine whether there is a wafer in a slot which is irradiated by the photoemitting device provided on the movable wafer transport unit.

2. Device according to claim 1, characterized in that the robot wafer transport device has a base and one Has cross arm on which the movable unit is arranged is that the movable unit contains a wafer holder, the regarding the base in terms of height, the ra diale distance and the azimuth angle is shiftable that the wafer holder is arranged so that it wafers from a first direction with respect to the cross arm that the Move the cross arm with regard to the height and the azimuth angle Lich is that the wafer holder arranged and designed so is that it is radially movable on the cross arm, and that the photo-emitting device attached to the cross arm generally points in the first direction.

3. Device according to claim 1, characterized in that a control device is also provided for the movement depending on the movable unit on the wafer transport arm ability to control whether the scanner detects that a wafer is present in a slot in question.

4. The device according to claim 3, characterized in that also a control device for the photoemitting Device is provided to use energy radiation pulses a predetermined frequency and a given working cycle to give away.

5. The device according to claim 4, characterized in that a verification device is also provided to give if to confirm that received from a photodetector gene signal pattern of the predetermined frequency and the prev corresponds to the working cycle.

6. wafer transport device for a cylindrical movement, with a first and a second wafer gripper, which in ent point in opposite directions, one device for one vertical movement to raise and lower the first and of the second gripper, a device for a rotary movement to change the azimuthal orientation of the first and the second gripper, a first device for a radial Movement to move the first wafer gripper radially, and a second device for moving the second radially Wafer gripper.

7. The device according to claim 6, characterized in that the first and the second wafer gripper and the first as well the second device for radial movement on one common structure supported by the facility set in rotation for a rotary movement and by the on direction raised and lowered for vertical movement becomes.

8. The device according to claim 7, characterized in that the device for a vertical movement a ball recirculation spindle, a drive lock with a drive motor pelt ball screw shaft, a linear guide and a Linear guide bearing includes the position of the first and of the second gripper.

9. The device according to claim 7, characterized in that the first and the second device for a radial movement each comprise the following parts:
a linear guide which is attached to the common structure and extends in the radial direction,
a guide bearing attached to the wafer gripper,
a fixed pulley, a drive motor, a first crank which is coupled to the drive motor at a first end so that it is rotated by the drive motor about an axis lying near the first end and coinciding with the center of the first pulley,
a second crank which is rotatably connected at a first end to a second end of the first crank and is also operatively connected to a second pulley which has only half as many teeth as the fixed belt pulley, and a belt which is driven the fixed pulley with the second pulley binds ver, wherein the second crank is connected at a second end to the wafer gripper.

10. Wafer processing machine with a transport device according to claim 7, a machine deck on which the transport arm is arranged, a processing station on the deck within one by the range of the transport device certain radius, and at least one movable wafer ship support within the range of the trans port device certain radius.

11. Wafer processing machine according to claim 10, characterized ge indicates that the following units are also included hen are: a photo supported by the common structure emitting device, a linear one, behind the wafer ship intended arrangement of photodetectors, one of which each is located at a location that is a wafer location in the ship, with the photodetectors for the Receiving signals from the photo-emitting device are arranged and designed, a demultiplexer that works sam is connected to the arrangement of photodetectors at the output a signal from a selected photodetector deliver, and a control device responsible for receiving of the signal and to control the transport arm device is designed.

12. Wafer processing machine with one deck, one Wafer processing station on the deck, a robot wafer trans Port facility on the deck that is the processing station can reach to arrange on this wafer or wafer from to remove this one or more wafer ship carriers base from a first position in which one on the Support ship held by the robot wafer transport direction can be reached, move to a second position bar in which the loading and unloading of ships he is lighter.

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that a difference between the first position and the second Position by moving in the plane of the machine deck is determined.

14. The apparatus according to claim 12, characterized in that a difference between the first position and the second Lower the position by rotating it towards the machine deck right axis is determined.

15. The apparatus according to claim 14, characterized in that the axis lies in the support.

16. The apparatus according to claim 14, characterized in that the ship's prop is supported by a shaft journal, which is connected to the machine deck via bearings, and that it can be rotated via rotating means.

17. The apparatus according to claim 14, characterized in that a photodetector housing is also provided, which is based on the ship's prop is supported and by one of the props vertical position swiveling into a horizontal position is.

18. The apparatus according to claim 16 or 17, characterized net that the photodetector housing via a pin with a Bearing block is coupled, which is attached to the ship's prop is, and that a motor-driven, extendable shaft at one end with the prop and at the other End is connected to the photodetector housing.