CN109414813A - 在机器人中提供未对准校正的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

描述了校正机器人(例如双叶式机器人)中的叶片的位置未对准的方法。在一个或多个实施方式中，所述方法包括：机器人，包括：可移动臂和附接至所述可移动臂中的一者的终端受动器；标志，设置在所述可移动臂中的一者上或所述终端受动器上；腔室，适于受所述终端受动器服务；束传感器，定位在自所述腔室的某个距离处；和校正所述终端受动器的未对准，其中所述未对准发生在初始线性中心找寻位置和所述腔室的估算的中心之间。还公开了进行此类电子设备校准的系统。提供了许多其他的方面。

Description

在机器人中提供未对准校正的方法和系统
相关申请
本申请主张来自于2016年6月29日所递交的名称为“METHODS AND SYSTEMSPROVIDING MISALIGNMENT CORRECTION IN ROBOTS”的第15/197,039号美国非临时专利申请(代理人案号第24054/USA号)的优先权，特此将该美国非临时专利申请的整体实质内容以引用方式并入本文中。
技术领域
本公开内容的实施方式涉及适于校正机器人中的终端受动器的未对准的方法和装置。
背景技术
电子设备制造系统可包括多个工艺腔室和装载闸腔室。此类腔室可被包括在群集工具中，其中多个工艺腔室可例如分布在传输腔室周围。这些工具可采用多关节机器人(articulated robot)或多臂机器人，这些机器人可被收容在传输腔室内并且在各种工艺腔室和装载闸腔室之间输送基板。例如，机器人可从腔室到腔室、从装载闸腔室到工艺腔室和/或从工艺腔室到装载闸腔室输送基板。高效并且精确地在各种系统腔室之间输送基板可改善系统产量，因此降低整体的运行成本。
并且，精确的基板放置可改善整体处理质量。在许多双叶式机器人(dual-bladedrobot)中，采用水平多关节机械臂(SCARA)机器人。各SCARA机器人采用由一个电动机驱动的三个臂(上臂、前臂和腕)。终端受动器可耦合至腕，并且可用于向或自捡取目的地或放置目的地(例如工艺腔室或装载闸腔室)运送基板。在双叶式SCARA机器人中(其中SCARA机器人耦合至吊杆(boom)的相对端)，有问题地，此类SCARA机器人可能遭受某些未对准问题。此外，在不是双叶式的SCARA机器人中，某些未对准问题也可能发生。
据此，本公开内容针对用于高效并且精确地定向终端受动器的改善的方法、系统和装置。
发明内容
在一个实施方式中，提供一种校正双叶式机器人中的未对准的方法。所述方法包括以下步骤：提供双叶式机器人，所述双叶式机器人包括第一可移动臂和附接至所述第一可移动臂中的一者的第一终端受动器、和第二可移动臂和附接至所述第二可移动臂中的一者的第二终端受动器，其中所述第一终端受动器和所述第二终端受动器是可独立延伸移动的；在所述第一可移动臂中的一者上或所述第一终端受动器上提供第一标志；在所述第二可移动臂中的一者上或所述第二终端受动器上提供第二标志；在所述第一标志的期望路径中的位置处提供第一束传感器；在所述第二标志的期望路径中的位置处提供第二束传感器；将所述机器人延伸成第一机器人配置，其中所述第一终端受动器延伸并且其中所述第二终端受动器收缩，并且记录所测量的所述第一束传感器被所述第一标志阻挡和不被所述第一标志阻挡的空间位置；将所述机器人延伸成第二机器人配置，其中所述第一终端受动器和所述第二终端受动器均延伸，并且记录所测量的所述第一束传感器被所述第一标志阻挡和不被所述第一标志阻挡的空间位置和所述第二束传感器被所述第二标志阻挡和不被所述第二标志阻挡的空间位置；和确定针对所述第一机器人配置和所述第二机器人配置中的至少一个机器人配置的位置校正。
在另一实施方式中，提供一种双叶式机器人校准系统。所述双叶式机器人校准系统包括：所述双叶式机器人，包括第一可移动臂与附接至所述第一可移动臂中的一者的第一终端受动器、和第二可移动臂与附接至所述第二可移动臂中的一者的第二终端受动器，其中所述第一终端受动器和第二终端受动器是可独立移动的；第一标志，设置在所述第一可移动臂中的一者上或所述第一终端受动器上；第二标志，设置在所述第二可移动臂中的一者上或所述第二终端受动器上；第一束传感器，设在第一工艺位置附近；第二束传感器，设在第二工艺位置附近；控制器，耦合至所述双叶式机器人并且操作上被配置为：将所述双叶式机器人移动为第一机器人配置，其中所述第一终端受动器延伸而所述第二终端受动器收缩，并且记录所测量的所述第一束传感器被所述第一标志阻挡和不被所述第一标志阻挡的位置；将所述双叶式机器人移动为第二机器人配置，其中所述第一终端受动器和所述第二终端受动器均延伸，并且记录所测量的所述第一束传感器被所述第一标志阻挡和不被所述第一标志阻挡的位置和所述第二束传感器被所述第二标志阻挡和不被所述第二标志阻挡的位置；和确定针对所述第一机器人配置和所述第二机器人配置中的至少一个机器人配置的位置校正。
在另一实施方式中，提供一种电子设备处理系统。所述系统包括：机器人，包括可移动臂和附接至所述可移动臂中的一者的终端受动器，和标志，所述标志设置在所述可移动臂中的一者上或所述终端受动器上，其中所述终端受动器可平移移动；腔室，适于受所述终端受动器服务；束传感器，定位在自所述腔室的某个距离处；控制器，耦合至所述机器人并且操作上被配置为：使得所述机器人移动为具有延伸的所述终端受动器的机器人配置，并且记录所述束传感器被所述标志阻挡的阻挡平移位置和不被所述标志阻挡的未阻挡平移位置，并且确定针对所述机器人配置相对于经校准的位置的位置校正。
在又一实施方式中，提供一种校正机器人中的未对准的方法。所述方法包括以下步骤：提供机器人，所述机器人包括可移动臂和附接至所述可移动臂中的一者的终端受动器，和标志，所述标志设置在所述可移动臂中的一者上或所述终端受动器上；提供腔室，所述腔室适于受所述终端受动器服务；提供束传感器，所述束传感器定位在自所述腔室的某个距离处；将所述机器人移动为具有延伸的所述终端受动器的机器人配置；记录所述束传感器被所述标志阻挡的阻挡平移位置和不被所述标志阻挡的未阻挡平移位置；和确定所述机器人配置相对于经校准位置的位置校正。
依据本公开内容的这些及其他方面提供许多其他的特征。通过以下的详细说明、随附的权利要求书和附图，其他特征和方面将变得更完全清楚。
附图说明
图1A图示依据一个或多个实施方式的包括协助校准标志的双叶式机器人的俯视图。
图1B图示依据一个或多个实施方式的SCARA机器人的叶片(腕和耦合的终端受动器)的部分俯视图，所述机器人包括与束传感器相关的协助校准的标志。
图1C图示依据一个或多个实施方式的SCARA机器人的叶片的部分俯视图，所述机器人包括协助校准的标志并且示出束传感器平移位置。
图1D图示依据一个或多个实施方式的包括协助校准标志的双叶式机器人的等轴视图。
图1E图示依据一个或多个实施方式的双叶式SCARA机器人的驱动组件的示意性侧视图。
图2A图示依据一个或多个实施方式的双叶式SCARA机器人的示意性俯视图，所述机器人包括协助校准标志并且示出第一配置，其中第一终端受动器延伸进入腔室(例如工艺腔室)。
图2B图示依据一个或多个实施方式的双叶式SCARA机器人的示意性俯视图，所述机器人包括协助校准标志并且示出第二配置，其中第一终端受动器和第二终端受动器同时延伸进入腔室(例如成对的(twinned)工艺腔室)。
图2C图示依据一个或多个实施方式的双叶式SCARA机器人的一部分的放大顶部部分视图，所述机器人包括协助校准标志并且示出第一终端受动器上的标志，所述第一终端受动器延伸至腔室上而到达超过束传感器组件的位置。
图3是流程图，描绘依据一个或多个实施方式的校正机器人中的未对准的方法。
图4是流程图，描绘依据一个或多个实施方式的校正双叶式机器人中的未对准的方法。
具体实施方式
基于上述理由，在电子设备制造中，一个目标是实现非常精确并且快速地在各种位置之间输送基板。具体而言，双叶式机器人的各叶片应相对于它们所服务的腔室(例如工艺腔室和/或装载闸)精确定向。不适当的定位可造成不均匀的处理，在某些实施方式中质量可能降低或传递可能未对准。如上所述，某些双叶式SCARA机器人遭受某些定向问题。
具体而言，本文中发明人已经发现，当单个终端受动器自己单独延伸进入工艺腔室中时，所述终端受动器在工艺腔室中的位置定向与当两个终端受动器同时同步延伸进入工艺腔室时是不同的，因为各个机器人配置包括不同的下垂量。取决于是一个叶片还是两个叶片延伸，不同的下垂量看起来造成了不同的水平和/或旋转未对准量。
并且，在现有技术中，在具有受支撑的基板的终端受动器移动进入腔室而经过中心找寻传感器时，在传感器位置处确定基板的中心位置。如此，可在基板不是居中在终端受动器上时完成终端受动器定位上的调整，以改善腔室内的基板定位。然而，发明人已经发现，终端受动器在终端受动器从中心找寻位置移动至腔室的中心位置时遭遇进一步的相对于所欲位置的偏移/未对准。因此，即使在现有技术中可实现不适当的居中的某些校正，在终端受动器和受支撑的基板在中心找寻位置与腔室之间行进时发生进一步的未对准。在现有技术中并不校正此类未对准。据此，工艺腔室中的基板的定向可能不是最佳的。因此，在一个或多个实施方式中，提供改善未对准校准的方法，其中发生在中心找寻位置与腔室(例如工艺腔室)中心之间的至少一些未对准被校正。
在一个实施方式中，在校准工艺期间考虑不同机器人延伸配置下的未对准。具体而言，取决于是在一个终端受动器延伸还是两个终端受动器延伸的情况下执行初始位置校准，在没有对此种对立的校正的情况下，至少在一些时候，可能出现一些位置误差。
因此，在第一方面中，本公开内容的一个或多个实施方式针对精确校准双叶式机器人的方法。在某些实施方式中，无论一次是一个终端受动器还是两个终端受动器延伸进入工艺腔室，都校正位置未对准。并且，本文中描述了用于执行所述方法的机器人校准系统和电子设备处理系统。
在本文中参照图1A到图4来描述示例性实施方式进一步的细节。
图1A-1E图示包括多个机械臂的双叶式机器人100的示例实施方式的各种图解。双叶式机器人100和校准方法可例如用于在如图2A-图2C中所示的电子设备处理系统200中的各种腔室(例如工艺腔室和/或装载闸腔室)之间传输基板，其中可改善基板的放置精确度。据此，还可改善处理质量。未对准校准方法的某些实施方式甚至可应用于单叶式机器人。
双叶式机器人100可适于精确地将支撑在第一终端受动器102和第二终端受动器104上的基板101(图示为虚线)向或自目标目的地进行捡取或放置。目标目的地可以是在一个或多个工艺腔室206(参照图2A-图2C)中的理想放置位置，例如工艺腔室的实体中心。并且，双叶式机器人100可自或向作为目标位置的一个或多个装载闸腔室208捡取或放置基板101。基板101可以是半导体基板，包括经图案化(patterned)或未经图案化的基板、受遮蔽的基板、平板显示玻璃、太阳能电池、含氧化硅的面板、含氧化硅的板或碟(disc)、或其他类似的电子设备基板或含氧化硅的前驱物制品。
双叶式机器人100还可包括基座110，所述基座被配置并适于例如附接至传输腔室247(图2A)的壁(例如底板)。附接至壁的步骤可通过合适的紧固件来进行，例如螺钉、螺栓等等。在一个或多个实施方式中，例如当在腔室中提供真空时，基座110可密封至壁。双叶式机器人100可包括围绕中心轴114(例如居中于吊杆112上)可旋转的吊杆112和安装至吊杆112(例如安装在吊杆的外侧端处)的第一SCARA机器人116与第二SCARA机器人118。然而，包括其他双叶式机器人和甚至是单叶式机器人的其他类型机器人可受益于本文中所述的未对准校正方法、系统和装置。
更详细地，所描绘的实施方式中的吊杆112可以是大体上刚性的悬臂梁。吊杆112可在X-Y平面中围绕中心轴114以顺时针或逆时针旋转方向旋转，以将双叶式机器人100移动至另一径向位置以服务来自成对的工艺腔室206或也是成对的装载闸腔室208的群组的另一腔室。以并排的定向来提供成对的腔室，其中所述腔室耦合至在一个平面上提供的共同的面。
吊杆112围绕中心轴114的旋转可由任何合适的吊杆驱动组件来提供，包括驱动吊杆轴117的第一电动机115(图1E)，其中吊杆轴117刚性耦合至吊杆112。吊杆驱动组件可至少部分地容纳在电动机外壳120中(图1D)。第一电动机115可例如为步进电动机、可变磁阻电动机或永久磁体电动机。可使用其他合适类型的电动机。第一编码器115E(图1D)可提供第一电动机115的旋转位置的反馈，取决于第一终端受动器102和第二终端受动器104中的每个终端受动器的延伸程度，所述反馈接着可在运动学上被转译为第一终端受动器102和第二终端受动器104的定位。
吊杆112的旋转可通过从机器人控制器122至第一电动机115的合适的驱动信号来控制。机器人控制器122可包括处理器、存储器、驱动器、调节电子设备和用于将驱动信号发送至各种电动机、从编码器接收反馈和与其他系统处理功能和可能的其他控制器进行协调的其他电路。如所示，机器人控制器122例如可接收来自束传感器(例如第一束传感器124A、124B、124C)的输入信号以执行改善的终端受动器校准调整，如将在下文更完整地解释的。
第一水平多关节机械臂(SCARA)机器人116以自中心轴114偏移和分隔的第一径向位置安装在吊杆112的第一外侧端处。第二水平多关节机械臂(SCARA)机器人118以自中心轴114偏移和分隔的第二径向位置安装在吊杆112的第二外侧端(与第一端相对)处。电动机外壳120包括被配置为驱动吊杆112以及驱动第一SCARA机器人116和第二SCARA机器人118的驱动组件的部分。电动机外壳120、电动机、驱动部件、可移动臂、第一SCARA机器人116的第一终端受动器102和第二SCARA机器人118的第二终端受动器104构成双叶式机器人100。
第一SCARA机器人116包括第一可移动臂(例如第一上臂126、第一前臂128和第一腕构件130)和耦合至第一可移动臂(例如耦合至第一腕构件130)中的一者的第一终端受动器102。
在所描绘的实施方式中，第一上臂126可在X-Y平面(图1A)中相对于吊杆112围绕自中心轴114偏移并且分隔的第二轴138(图1D)旋转。在此实施方式中，第一上臂126可由第二电动机121和第一上臂驱动组件单独驱动。第二电动机121例如可为步进电动机、可变磁阻电动机或永久磁体电动机。可使用其他合适类型的电动机。第二电动机121的旋转位置的反馈可由第二编码器121E来提供，所述第二编码器可以是与第一编码器115E相同类型的编码器。第一上臂驱动组件可包括用于驱动第一上臂126的任何合适的结构。
例如，第一上臂驱动组件可包括第二轴123，所述第二轴在一端上耦合至第二电动机121的转子并且在另一端上耦合至第一上臂驱动构件125(例如圆柱形滑轮)。第一上臂驱动构件125可通过第一上臂传动构件129连接至第一上臂从动构件127(例如另一圆柱形滑轮)。第一上臂传动构件129可以是一个或多个带，例如相对地缠绕第一上臂驱动构件125和第一上臂从动构件127的两个不连续的金属带。第一上臂从动构件127可例如通过导杆(pilot)来刚性耦合至第一上臂126。
第一前臂128被耦合以在第二位置处相对于第一上臂126而旋转，所述第二位置自第二轴138分隔。第一前臂128在X-Y平面中在第二位置处是相对于第一上臂126围绕第三轴140可旋转的。
第一腕构件130在自第三轴140分隔的位置处定位在第一前臂128的外侧端上。第一腕构件130在X-Y平面中是相对于第一前臂128围绕第四轴142可旋转的，所述第四轴在图1D中所示的收缩位置中时与第二轴138重合。第一上臂126的长度可与第一前臂128的长度相同。
并且，第一腕构件130适于耦合至第一终端受动器102，所述第一终端受动器适于在捡取和放置操作期间支撑和输送基板101。第一终端受动器102可具有任何合适的构造，并且在某些实施方式中可由陶瓷材料制成。第一终端受动器102可通过任何合适的手段来耦合至第一腕构件130，例如机械紧固、粘着、夹持等等。可选地，第一腕构件130和第一终端受动器102可通过形成为一个整件而彼此耦合。
前臂驱动组件可至少部分地包括在第一上臂126里面，并且可适于相对于第一上臂126旋转第一前臂128。前臂驱动组件可包括第一前臂驱动构件131和第一前臂从动构件133。第一前臂驱动构件131可以是刚性耦合至第一上臂126的圆柱形滑轮。第一前臂从动构件133可以是刚性耦合至第一前臂128的圆柱形滑轮。
第一腕构件驱动组件可至少部分地包括在第一前臂128和第一上臂126里面，并且适于在第一上臂126旋转之后，在运动学上以如由方向箭头143(图1A)所指示的纯粹的延伸和收缩平移来移动第一腕构件130。可通过在第一上臂126中使用2:1的滑轮比和在第一前臂128中使用1:2的滑轮比来实现纯粹的平移。
第一腕构件驱动组件可包括通过第一腕构件传动元件139来连接的第一腕构件驱动构件135(例如圆柱形滑轮)和第一腕构件从动构件137(例如另一圆柱形滑轮)。第一腕构件传动元件139可例如为如上所述的一个或多个带。
双叶式机器人100的第二水平多关节机械臂(SCARA)机器人118安装在吊杆112的第二外侧端(与第一端相对)处且安装在自中心轴114偏移并且分隔的径向位置处。第二SCARA机器人118包括第二可移动臂(例如第二上臂132、第二前臂134和第二腕构件136)和耦合至第二可移动臂(例如耦合至第二腕构件136)中的一者的第二终端受动器104。
在所描绘的实施方式中，第二上臂132可在X-Y平面上相对于吊杆112围绕自中心轴114偏移并且分隔的第五轴144旋转。在此实施方式中，第二上臂132可由第三电动机141和第二上臂驱动组件单独驱动(图1E)。第三电动机141例如可为步进电动机、可变磁阻电动机或永久磁体电动机。可使用其他合适类型的电动机。可包括第三编码器141E以向机器人控制器122提供反馈信号。第二上臂驱动组件可包括用于驱动第二上臂132的任何合适的结构。例如，驱动系统可与用于第一上臂126的驱动系统类似，并且如所示地包括耦合至第三电动机141和第二上臂驱动构件145(例如圆柱形滑轮)的第三轴147。
第二前臂134在自第五轴144分隔的第二位置处耦合至第二上臂132。第二前臂134在X-Y平面中在第二位置处是相对于第二上臂132围绕第六轴146可旋转的。
第二腕构件136在自第六轴146分隔的位置处定位在第二前臂134的外侧端上。第二腕构件136在X-Y平面上可相对于第二前臂134围绕第七轴148旋转，所述第七轴在图1D中所示的收缩定向中时与第五轴144重合。
并且，第二腕构件136适于耦合至第二终端受动器104，所述第二终端受动器适于在捡取和放置操作期间支撑和输送基板101。第二终端受动器104可具有任何合适的构造，并且在某些实施方式中可由陶瓷材料制成。第二终端受动器104可通过任何合适的手段来耦合至第二腕构件136，例如机械紧固、粘着、夹持等等。可选地，第二腕构件136和第二终端受动器104可通过形成为一个整件而彼此耦合。
第二前臂驱动组件可至少部分地设在第二上臂132中，并且第二腕驱动组件可至少部分地包括在第二前臂134内，如图1E中所示。第二腕驱动组件适于在第二上臂132旋转之后，以如由第二方向箭头149(图1A)所指示的纯粹的延伸和收缩平移来移动第二腕构件136。可通过在第二上臂132中使用1:2的滑轮比和在第二前臂134中使用2:1的滑轮比来实现纯粹的平移。
如图1A-图1E中所示，可提供一个或多个标志，例如第一标志150A、150B和第二标志152A、152B。在所描绘的实施方式中，分别地，第一标志150A、150B可安装在第一可移动臂中的一者上，第二标志152A、152B可安装在第二可移动臂中的一者上。具体而言，第一标志150A、150B可安装在第一腕构件130上。第二标志152A、152B可安装在第二腕构件136上。然而，在某些实施方式中，第一标志150A、150B和第二标志152A、152B可安装在第一终端受动器102和第二终端受动器104上，如虚线所示(图1A)。
图1B及1C图示第一标志150A、150B从第一腕构件130的侧延伸，在本文中将详细描述这些标志。第二标志152A、152B的功能和结构将是相同的。第一标志150A、150B在形状上可以是三角形的，并且可延伸于第一腕构件130的宽度We之外。第一标志150A、150B和第二标志152A、152B可为板构件154、156的部分，这些板构件可分别耦合至第一腕构件130和第二腕构件136(例如耦合至这些腕构件的顶表面)。可通过紧固件进行耦合。可选地，一个或多个标志150A、150B、152A、152B可与第一腕构件130和第二腕构件136整合。如将描述的，第一标志150A、150B和第二、152A、152B可用于在延伸进入腔室时准确校准第一终端受动器102和第二终端受动器104的中心的位置。
现更具体地参照图1B-图1C，将更详细地描述机器人校准系统。机器人校准系统相较于由先前的校准确定的位置而言可有益于确定机器人的位置校正，或可用于校准本身。在一个实施方式中，机器人校准系统可包括双叶式机器人100，所述双叶式机器人包括第一终端受动器102和第二终端受动器104。第一标志150A、150B可设置在第一终端受动器102上、或第一可移动臂中的一者上。第二标志152A、152B(在图1B-图1C中仅示出第一标志150A、150B)可设置在第二终端受动器104上、或第二可移动臂中的一者上。所述系统将被描述为用于确定第一终端受动器102的位置调整，但可同等地应用于确定第二终端受动器104的位置调整。
机器人控制器122可电耦合至机器人(例如双叶式机器人100)，并且可被配置为将机器人(例如双叶式机器人100)移动成第一机器人配置。在第一机器人配置下，第一终端受动器102完全延伸，第一终端受动器102的此延伸示出于图1B中。在双叶式机器人100的情况下，第二终端受动器104收缩(如图2A中所示)。
一个或多个束传感器(例如第一束传感器124A、124B、124C)可设在工艺腔室206的位置附近的位置处，使得一个或多个标志(例如第一标志150A、150B)可经过这些束传感器。第一束传感器124A、124B、124C可为任何合适的传感器类型，例如包括发送构件和接收构件的传感器。发送构件可例如从激光器或发光二极管发送光束，而接收器可为任何合适的光检测器。当传感器束被中断时，可发射信号而因此允许对平移的识别。
在一个或多个实施方式中，第一标志150A、150B被定位为使得第一标志150A、150B当腔室中心(例如工艺腔室206的中心)接收第一终端受动器102的中心时刚好经过第一束传感器124A-124C。例如，第一标志150A、150B的背侧可经过第一束传感器124A、124B约0.0mm至12.5mm。
第二束传感器(未示出)可设在第二工艺位置附近，使得第二标志152A、152B可以如针对第一标志150A、150B所描述的相同方式经过第二束传感器。第一束传感器124A-124C可在某些实施方式中设在如图2A-图2C中所示的束传感器组件251中，所述束传感器组件可安装在穿过传输腔室247和工艺腔室206或装载闸腔室208之间的开口(例如狭缝阀开口)或通道中或在所述开口或所述通道附近。束传感器组件251可将物理传感器与狭缝阀开口隔开，并且可用于进行基板101的线性中心找寻。在授予Schauer的第8,064,070号的美国专利中描述束传感器组件。
在包括板构件154和第一标志150A、150B的第一腕构件130第一次遇到第一束传感器124A、124B、124C时，束在第一中断平移位置A1、B1、C1处中断。可记录来自这些第一中断平移位置A1、B1、C1中的每个平移位置处的编码器的编码器读数。接着，板构件154经过第一束传感器124A、124B、124C，并且束在不中断平移位置A2、B2、C2处不中断。这些中断平移位置A1、B1、C1和不中断平移位置A2、B2、C2(图1C中示出位置A1-C2)被记录在机器人控制器122的存储器中。
图2C描绘延伸进腔室(例如工艺腔室206)的一个终端受动器(例如第二终端受动器104)的放大视图，其中标志(例如第二标志152A、152B)已经过第二束传感器的第一中断平移位置A1、B1与C1和不中断平移位置A2、B2与C2。
在某些实施方式中，第一束传感器124A-124C在现有技术中用于在基板101经过狭缝阀开口时找寻基板101的中心(在本文中称为线性中心找寻或LCF)。本公开内容的实施方式可例如使用这些第一束传感器124A-124C，假设这些束传感器已经存在于系统中。
在依据现有技术执行线性中心找寻时，第一终端受动器102起初在工艺腔室206外面的传输腔室247中起动，并且接着例如经过第一束传感器124A-124C以确定基板101的中心。可使用来自第一束传感器124A-124C中的每个束传感器的信息和相关的编码器读数来确定中心。可基于所确定的基板101的中心通过机器人100来实现X和/或Y方向中的调整。
如图1B中所示，此LCF校准信息可确定若干尺度作为机器人控制器122的信号输入，包括沿着x轴和y轴中的每个轴的Xs和Ys的值，即第一束传感器124B的位置以及传感器滞后(即自中断第一束传感器124B的时间延迟)。
由基板101的这个经决定的中心，确定针对第一终端受动器102的LCF位置校正，并且第一终端受动器102被调整为使得基板101的中心被估算为与工艺腔室206的中心对准。
然而，此LCF位置调整假设第一终端受动器102的确切(exact)位置是基于早前的校准而得知的。但是，由磨损和在插入第一终端受动器102时的下垂导致的系统中的改变和其他因素可能改变终端受动器的实际位置。因此，在仅使用现存的校准时，第一终端受动器102的中心可能在第一终端受动器102完全延伸时不与工艺腔室206的中心一致。
因此，在一个或多个实施方式中，本公开内容考虑了可能在执行初始的LCF校准之后在x或y方向中发生的第一终端受动器102中心的实际位置的改变。可产生并且使用如由下文所述的本公开内容的实施方式所确定的额外的位置校正。
为了确定额外的位置校正以解决可能的位置偏差，可使用基于第一标志150A、150B与第一束传感器124A-124C的接合的中断和不中断的平移信息。
由于这些中断和不中断的平移，可记录以下的测量到的位置：
PA1＝用于传感器平移A1的在单叶延伸期间的机器人终端受动器期望位置，
PA1x＝PA1的分量x，
PA1y＝PA1的分量y，
PA2＝用于传感器平移A2的在单叶延伸期间的机器人终端受动器期望位置，
PA2x＝PA2的分量x，
PA2y＝PA2的分量y，
PB1＝用于传感器平移B1的在单叶延伸期间的机器人终端受动器期望位置，
PB1x＝PB1的分量x，
PB1y＝PB1的分量y，
PB2＝用于传感器平移B2的在单叶延伸期间的机器人终端受动器期望位置，
PB2x＝PB2的分量x，
PB2y＝PB2的分量y，
PC1＝用于传感器平移C1的在单叶延伸期间的机器人终端受动器期望位置，
PC1x＝PC1的分量x，
PC1y＝PC1的分量y，
PC2＝用于传感器平移C2的在单叶延伸期间的机器人终端受动器期望位置，
PC2x＝PC2的分量x，和
PC2y＝PC2的分量y。
上述的期望位置可与先前在第一终端受动器102的初始LCF校准期间所记录的这些位置结合使用：
QA1＝用于传感器平移A1的在初始校准期间的机器人终端受动器的所记录位置，
QA1x＝QA1的分量x，和
QA1y＝QA1的分量y。
SA2＝用于传感器平移A2的在初始校准期间的机器人终端受动器的所记录位置，
QA2x＝QA2的分量x，和
QA2y＝QA2的分量y。
QB1＝用于传感器平移B1的在初始校准期间的机器人终端受动器的所记录位置，
QB1x＝QB1的分量x，和
QB1y＝QB1的分量y。
QB2＝用于传感器平移B2的在初始校准期间的机器人终端受动器的所记录位置，
QB2x＝QB2的分量x，和
QB2y＝QB2的分量y。
QC1＝用于传感器平移C1的在初始校准期间的机器人终端受动器的所记录位置，
QC1x＝QC1的分量x，和
QC1y＝QC1的分量y。
QC2＝用于传感器平移C2的在初始校准期间的机器人终端受动器的所记录位置，
QC2x＝QC2的分量x，和
QC2y＝SC2的分量y。
在x和y方向两者中的位置校正E的估计量(Ex,Ey)可使用以下等式来确定：
Ey＝(1/3)(PA2y+PB2y+PC2y-QA2y-QB2y-QC2y)
Ex＝(ka/3)(│PA2-PA1│-│QA2-QA1│)+(kb/3)(│PB2-PB1│-│QB2-QB1│)+(kc/3)(│PC2-PC1│-│QC2-QC1│)-(1/6)(PA1x+PA2x-QA1x-QA2x+PB1x+PB2x-QB1x-QB2x+PC1x+PC2x-QC1x-QC2x)
其中：
ka＝Wf/Lf，或点A处的标志斜率，
kb＝-Wf/Lf，或点B处的标志斜率，
kc＝-Wf/Lf，或点C处的标志斜率，和
│p│＝向量的范数。
此外，双叶式机器人100可例如移动成第二机器人配置，即其中第一终端受动器102和第二终端受动器104均延伸(如图2B中所示)。
针对第一终端受动器102和第二终端受动器104两者，以如先前所描述的相同方式再次确定LCF位置校正。接着调整终端受动器102、104，使得基板101中的每一者(基板101安装在终端受动器102、104的端上)的中心被估算为与终端受动器102、104所延伸进入的工艺腔室206中的每一者的中心对准。各终端受动器102、104一次一个地延伸经过第一束传感器124A-124C，并且单独记录各LCF位置校正。
然而，此LCF位置调整再次假设终端受动器102、104中的每个终端受动器的确切位置是基于早前的校准而得知的。但是，由磨损、下垂导致的系统中的改变和其他因素可能改变终端受动器的实际位置。例如由于一次延伸两个终端受动器102、104造成的额外重量或其他因素，相较于双叶式机器人100的第一配置而言，这个额外移动对于第二配置可具有更大的值。
因此，当仅使用现存的校准时，第一终端受动器102和第二终端受动器104两者的中心可能在终端受动器102、104一齐完全延伸时不与工艺腔室206中的每一者的中心一致。因此，在一个或多个实施方式中，本公开内容考虑了可能在执行初始的LCF校准之后在x或y方向中第一终端受动器104和第二终端受动器104的实际位置发生的改变。可产生并且使用如由下文所述的本公开内容的实施方式所确定的额外的位置校正。
与针对单个终端受动器所描述的工艺类似，可再次运算位置校正，但现在考虑终端受动器102、104可能由一次延伸两个终端受动器102、104(而不是仅延伸第一终端受动器102)导致的额外移动。可针对第一终端受动器102和第二终端受动器104中的每个终端受动器运算额外的位置校正。
为了确定额外的位置校正，可使用基于第一标志150A、150B和第二标志152A、152B与第一束传感器124A-124C和第二束传感器(现在示出)的接合的中断和不中断的平移信息。
由于这些中断和不中断的平移，可针对终端受动器102、104中的每个终端受动器记录以下的测量到的位置：
DA1＝用于传感器平移A1的在双叶延伸期间的机器人终端受动器期望位置，PA1x＝PA1的分量x，PA1y＝PA1的分量y。
PA2＝用于传感器平移A2的在双叶延伸期间的机器人终端受动器期望位置，PA2x＝PA2的分量x，PA2y＝PA2的分量y。
PB1＝用于传感器平移B1的在双叶延伸期间的机器人终端受动器期望位置，PB1x＝PB1的分量x，PB1y＝PB1的分量y。
PB2＝用于传感器平移B2的在双叶延伸期间的机器人终端受动器期望位置，PB2x＝PB2的分量x，PB2y＝PB2的分量y。
PC1＝用于传感器平移C1的在双叶延伸期间的机器人终端受动器期望位置，PC1x＝PC1的分量x，PC1y＝PC1的分量y。
PC2＝用于传感器平移C2的在单叶延伸期间的机器人终端受动器期望位置，PC2x＝PC2的分量x，PC2y＝PC2的分量y。
将上述的期望位置与位置QA1到QC2(在上文的段落[0067]到[0072]中列举定义)结合使用，位置QA1到QC2是先前在单独执行在第一终端受动器102和第二终端受动器104中的每个终端受动器上的初始LCF校准期间所记录的。
在使用上述参数的情况下，可使用以下等式来确定针对终端受动器102、104中的每个终端受动器的双延伸对单延伸的延伸位置的方位上的差异的估计量(即x方向和y方向两者中的位置校正E(Ex,Ey))：
Ey＝(1/3)(PA2y+PB2y+PC2y-QA2y-QB2y-QC2y)
Ex＝(ka/3)(│PA2-PA1│-│QA2-QA1│)+(kb/3)(│PB2-PB1│-│QB2-QB1│)+(kc/3)(│PC2-PC1│-│QC2-QC1│)-(1/6)(PA1x+PA2x-QA1x-QA2x+PB1x+PB2x-QB1x-QB2x+PC1x+PC2x-QC1x-QC2x)
其中：
ka＝Wf/Lf，或点A处的标志斜率，
kb＝-Wf/Lf，或点B处的标志斜率，
kc＝-Wf/Lf，或点C处的标志斜率，和
│p│＝向量的范数。
也可使用双叶式机器人100以外的机器人来实现所有上述内容。所述机器人可包括可移动臂，并且具有附接至可移动臂中的一者的单一终端受动器(例如第一终端受动器102)和单一标志(例如标志150A)或多个标志，所述标志可经过束传感器(例如第一束传感器124A或束传感器124A、124B)。
在确定额外的位置校正之后，可使用此位置校正来相较于初始LCF校准使第一终端受动器102和第二终端受动器104中的一个或两个移动额外的量，使得终端受动器102、104中的一个或两个的中心可定位为与一个或多个终端受动器102、104可延伸进入的腔室(例如一个或多个工艺腔室206)的真实中心对准。
为了理解校准操作，将参照图2A-2C来描述电子设备处理系统200的结构，双叶式机器人100在所述系统200中运行。电子设备处理系统200包括主机外壳225，主机外壳225包括腔室247(例如传输腔室)。双叶式机器人100可至少部分地设置在腔室247内，其中双叶式机器人100可包括第一SCARA机器人116的第一可移动臂和第一终端受动器102、和第二SCARA机器人118的第二可移动臂和第二终端受动器104。第一终端受动器102和第二终端受动器104是可单独平移移动进入和离开工艺腔室206和装载闸腔室208的。
第一标志150A、150B可设置在第一终端受动器102上或第一可移动臂中的一者上。第二标志152A、152B可设置在第二终端受动器104上或第二可移动臂中的一者上。如所示，工艺腔室206的第一工艺腔室可适于受第一终端受动器102服务，而工艺腔室206的第二工艺腔室可适于受第二终端受动器104服务。如本文中所使用的服务意味着可从工艺腔室206捡取基板100或可将基板放置在工艺腔室206中。
束传感器组件251被示出为安装在进入工艺腔室206和装载闸腔室208的入口中。束传感器组件251可以是一系列的第一束传感器124A、124B、124C。
如图2A中所示，电子设备处理系统200可包括第一机器人配置下的双叶式机器人100，其中仅第一终端受动器102延伸而第二终端受动器104是收缩的。
如图2B中所示，电子设备处理系统200可替代性地包括第二机器人配置下的双叶式机器人100，其中第一终端受动器102和第二终端受动器104两者是延伸的。
在另一实施方式中，双叶式机器人100可采用第三机器人配置(图2C)，其中仅第二终端受动器104延伸而第一终端受动器102是收缩的，并且其中以与第一机器人配置相同的方式来对待第三机器人配置。
在图2A-图2B所描绘的实施方式中，双叶式机器人100被示出为定位并收容在腔室247(例如传输腔室)中。然而，应认识到，本文所描述的双叶式机器人100和方法可有利地用在电子设备制造的其他区域中(例如工厂接口255中)。工厂接口255可耦合至一个或多个前开式标准舱(front opening unified pod,FOUP)233，其中双叶式机器人100可例如作为机器人装置257并且被配置为在处理系统的前开式标准舱(FOUP)233和装载闸腔室208之间输送基板101，所述前开式标准舱对接在工厂接口255的装载口处。双叶式机器人100也具有进行其他输送用途的能力。
现将参照图3描述校正机器人中的未对准的方法300。执行未对准校正以确定校正量，并且接着可应用位置校正。
方法300包括以下步骤：在302中，提供机器人，所述机器人包括可移动臂和附接至可移动臂中的一者的终端受动器(例如第一终端受动器102)，和设置在可移动臂中的一者上或终端受动器上的标志(例如第一标志150A)。
方法300进一步包括以下步骤：在304中，提供腔室(例如工艺腔室206)，所述腔室适于受终端受动器(例如第一终端受动器102)服务，并且在306中，提供定位在自所述腔室的某个距离处的束传感器(即第一束传感器124A)。
方法300包括以下步骤：在308中，将机器人移动成具有延伸的终端受动器的机器人配置，在310中，记录束传感器被标志阻挡的阻挡平移位置和不被标志阻挡的未阻挡平移位置，并且最后在312中，针对所述机器人配置相对于经校准的位置确定位置校正(例如位置校正Ey、Ex)。
现将参照图4来描述校正双叶式机器人(例如双叶式机器人100)中的未对准的方法400。执行未对准校正以确定校正量来适当地将终端受动器居中，并且接着可应用位置校正。
方法400包括以下步骤：在402中，提供双叶式机器人，所述双叶式机器人包括第一可移动臂和附接至第一可移动臂中的一者的第一终端受动器(例如第一终端受动器102)、和第二可移动臂和附接至第二可移动臂中的一者的第二终端受动器(例如第二终端受动器104)，其中第一终端受动器和第二终端受动器是可单独延伸移动的。
进一步地，方法400包括以下步骤：在404中，在第一可移动臂中的一者上或第一终端受动器上提供第一标志(例如第一标志150A、150B)，和在406中，在第二可移动臂中的一者上或第二终端受动器上提供第二标志(例如第二标志152A、152B)。
方法400包括以下步骤：在408中，在第一标志的期望路径中的位置处提供第一束传感器(例如第一束传感器124A、124B、124C)，并且在410中，在第二标志的期望路径中的位置处提供第二束传感器(未示出)。可使用两个或更多个束传感器。
方法400包括以下步骤：在412中，使机器人延伸成第一机器人配置(例如如图2A中所示的第一机器人配置)，其中第一终端受动器延伸并且其中第二终端受动器收缩，并且记录所测量的第一束传感器被第一标志阻挡和不被第一标志阻挡的空间位置，并且此外在414中，使机器人延伸成第二机器人配置(例如如图2B中所示的第二机器人配置)，其中第一终端受动器和第二终端受动器两者延伸，并且记录所测量的第一束传感器被第一标志阻挡和不被第一标志阻挡的空间位置和第二束传感器被第二标志阻挡和不被第二标志阻挡的空间位置。
最后，方法400包括以下步骤：在416中，针对第一机器人配置和第二机器人配置中的至少一个机器人配置确定位置校正。
上述说明公开了示例实施方式。本领域一般技术人员将容易地理解上文公开的方法和装置落于本公开内容的范围内的更改。据此，虽然本公开内容公开了本公开内容的示例实施方式，应理解，其他的实施方式可落在如由权利要求书限定的本公开内容的范围内。

Claims (13)

1.一种校正双叶式机器人中的未对准的方法，包括以下步骤：
提供双叶式机器人，所述双叶式机器人包括第一可移动臂和附接至所述第一可移动臂中的一者的第一终端受动器、和第二可移动臂和附接至所述第二可移动臂中的一者的第二终端受动器，其中所述第一终端受动器和所述第二终端受动器是可单独延伸移动的；
在所述第一可移动臂中的一者上或所述第一终端受动器上提供第一标志；
在所述第二可移动臂中的一者上或所述第二终端受动器上提供第二标志；
在所述第一标志的期望路径中的位置处提供第一束传感器；
在所述第二标志的期望路径中的位置处提供第二束传感器；
使所述双叶式机器人延伸成第一机器人配置，其中所述第一终端受动器延伸并且其中所述第二终端受动器收缩，并且记录所测量的所述第一束传感器被所述第一标志阻档和不被所述第一标志阻挡的空间位置；
使所述双叶式机器人延伸成第二机器人配置，其中所述第一终端受动器和所述第二终端受动器均延伸，并且记录所测量的所述第一束传感器被所述第一标志阻挡和不被所述第一标志阻挡的空间位置和所述第二束传感器被所述第二标志阻挡和不被所述第二标志阻挡的空间位置；和
针对所述第一机器人配置和所述第二机器人配置中的至少一个机器人配置确定位置校正。
2.如权利要求1所述的方法，包括以下步骤：
使所述双叶式机器人延伸成第三机器人配置，其中所述第二终端受动器延伸而所述第一终端受动器收缩，和
记录所测量的所述第二束传感器被所述第二标志阻挡和不被所述第二标志阻挡的空间位置。
3.如权利要求1所述的方法，包括以下步骤：在所述第一可移动臂中的所述一个第一可移动臂的第一腕构件上提供所述第一标志。
4.如权利要求1所述的方法，包括以下步骤：在所述第二可移动臂中的所述一个第二可移动臂的第二腕构件上提供所述第二标志。
5.如权利要求1所述的方法，包括以下步骤：
提供所述第一标志作为第一标志部件，所述第一标志部件耦合至所述第一可移动臂中的所述一个第一可移动臂的第一腕构件的表面。
6.如权利要求1所述的方法，包括以下步骤：
提供所述第二标志作为第二标志部件，所述第二标志部件耦合至所述第二可移动臂中的所述一个第二可移动臂的第二腕构件的表面。
7.如权利要求1所述的方法，包括以下步骤：
在所述第一可移动臂中的所述一个第一可移动臂的第一腕构件上的位置处提供所述第一标志，所述位置在所述第一终端受动器完全延伸进入腔室时定位在所述第一束传感器前方。
8.如权利要求1所述的方法，包括以下步骤：
在所述第二可移动臂中的所述一个第二可移动臂的第二腕构件上的位置处提供所述第二标志，所述位置在所述第二终端受动器完全延伸进入腔室时定位在所述第二束传感器前方。
9.如权利要求1所述的方法，包括以下步骤：
在紧临所述第一终端受动器和所述第二终端受动器上的基板的位置的位置处提供所述第一标志和所述第二标志。
10.如权利要求1所述的方法，包括以下步骤：针对所述第一机器人配置和所述第二机器人配置两者确定所述位置校正。
11.一种双叶式机器人校准系统，包括：
双叶式机器人，包括第一可移动臂和附接至所述第一可移动臂中的一者的第一终端受动器、和第二可移动臂和附接至所述第二可移动臂中的一者的第二终端受动器，其中所述第一终端受动器和第二终端受动器是可独立移动的；
第一标志，设置在所述第一可移动臂中的一者上或所述第一终端受动器上；
第二标志，设置在所述第二可移动臂中的一者上或所述第二终端受动器上；
第一束传感器，设在第一工艺位置附近；
第二束传感器，设在第二工艺位置附近；和
控制器，耦合至所述双叶式机器人并且操作上被配置为：
将所述双叶式机器人移动为第一机器人配置，其中所述第一终端受动器延伸而所述第二终端受动器收缩，并且记录所测量的所述第一束传感器被所述第一标志阻挡和不被所述第一标志阻挡的位置，
将所述双叶式机器人移动为第二机器人配置，其中所述第一终端受动器和所述第二终端受动器均延伸，并且记录所测量的所述第一束传感器被所述第一标志阻挡和不被所述第一标志阻挡的位置和所述第二束传感器被所述第二标志阻挡和不被所述第二标志阻挡的位置，和
针对所述第一机器人配置和所述第二机器人配置中的至少一个机器人配置确定位置校正。
12.一种电子设备处理系统，包括：
机器人，包括可移动臂和附接至所述可移动臂中的一者的终端受动器，和标志，所述标志设置在所述可移动臂中的一者上或所述终端受动器上，其中所述终端受动器是可平移移动的；
腔室，适于受所述终端受动器服务；
束传感器，以自所述腔室的一距离定位；和
控制器，耦合至所述机器人并且操作上被配置为：
使得所述机器人移动为具有延伸的所述终端受动器的机器人配置，并且记录所述束传感器被所述标志阻挡的阻挡平移位置和不被所述标志阻挡的未阻挡平移位置，和
针对所述机器人配置相对于经校准的位置确定位置校正。
13.一种校正机器人中的未对准的方法，包括以下步骤：
提供机器人，所述机器人包括：可移动臂和附接至所述等可移动臂中的一者的终端受动器，和标志，所述标志设置在所述可移动臂中的一者上或所述终端受动器上；
提供腔室，所述腔室适于受所述终端受动器服务；
提供束传感器，所述束传感器定位在自所述腔室的一距离处；
将所述机器人移动为具有延伸的终端受动器的机器人配置；
记录所述束传感器被所述标志阻挡的阻挡平移位置和不被所述标志阻挡的未阻挡平移位置；和
针对所述机器人配置相对于经校准的位置确定位置校正。
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