CN112992746A - 一种晶圆清洗设备传输机构的定位装置及定位方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种晶圆清洗设备传输机构的定位装置和方法，在常规的伺服电机控制行程的基础上，增加了进一步确定机械手位置停在正确的光电传感器，以及机械手未停在正确位置时的第一块状光栅传感器和第二块状光栅传感器，第一块状光栅传感器和第二块状光栅传感器既能够判断机械手是运动过度还是运动缺少，同时，第一块状光栅传感器和第二块状光栅传感器也是为了便于在机械手偏离较小的情况下，便于进行调节。

Description

一种晶圆清洗设备传输机构的定位装置及定位方法
技术领域
本申请属于晶圆清洗设备技术领域，尤其是涉及一种晶圆清洗设备传输机构的定位装置。
背景技术
晶圆清洗设备传输机构是将晶圆篮或者直接将晶圆进行运输的机构，用于将晶圆传输至各个清洗工位。
如图1所示，即为一种晶圆清洗设备传输机构的结构，包括传输轨道1和机械手2，机械手2能够在传输轨道1上运动，机械手2停止在传输轨道1的特定位置上，特定位置与工位相对应，当机械手2停止时，即可实现晶圆的抓取和输送操作。现有技术中，通常通过设定伺服电机的运动行程，来对机械手2的停止位置进行控制，运动行程的控制通常又是通过控制电机的转动量来进行的，然而当传输过程中如果电机发生滑动等事故时，电机转动计数得到的运动行程量与机械手2实际运动行程不一致时就会对机械手2的实际位置发生误判，从而使晶圆的传输发出错误。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术中的不足，从而提供一种能够更精确定位的晶圆清洗设备传输机构的定位装置及定位方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种晶圆清洗设备传输机构的定位装置，包括：
伺服电机，用于驱动机械手运动，具有电机编码器以控制机械手的运动方向和行程；
光电传感器，设置在机械手停止位置处；
第一块状光栅传感器和第二块状光栅传感器，设置在传输轨道上，分别位于光电传感器两侧；
控制器，用于读取光电传感器、第一块状光栅传感器和第二块状光栅传感器信号，并根据读取的信息和信号执行以下操作；
当伺服电机完成设定的行程并停止后，且光电传感器能够感应到机械手，且第一块状光栅传感器和第二块状光栅传感器之一在光电传感器能够感应到机械手之前感应到机械手时，即表明机械手到达正确位置；
当伺服电机完成设定的行程并停止后，光电传感器感应不到机械手，且第一块状光栅传感器和第二块状光栅传感器之一能够感应到机械手之前感应到机械手时，即表明机械手的位置发生了些许偏差，此时根据第一块状光栅传感器和第二块状光栅传感器的感应来确定机械手移动的方向，控制器通过控制伺服电机来控制机械手移动到光电传感器位置处；
当伺服电机完成设定的行程并停止后，光电传感器、第一块状光栅传感器和第二块状光栅传感器均感应不到机械手，说明机械手位置偏差较大，启动报警通知操作人员。
优选地，本发明的晶圆清洗设备传输机构的定位装置，第一块状光栅传感器和第二块状光栅传感器的感应器的宽度为2-5cm。
优选地，本发明的晶圆清洗设备传输机构的定位装置，所述控制器通过控制伺服电机来控制机械手移动到光电传感器位置处时，机械手的移动速度为通常移动速度的三分之一到二分之一。
优选地，本发明的晶圆清洗设备传输机构的定位装置，当伺服电机完成设定的行程并停止后，光电传感器感应不到机械手，且第一块状光栅传感器和第二块状光栅传感器之一能够感应到机械手之前感应到机械手时的情形发生多次时，且每次都是同一个块状光栅传感器感应到机械手，则通过控制器向电机编码器输出而调整设定的行程。
优选地，本发明的晶圆清洗设备传输机构的定位装置，所述控制器还能够读取伺服电机电流信息，当电流在运行过程中某个时间点增大或减小，且与块状光栅传感器感应位置匹配时，则报警提醒机械手的运行导轨或者齿条出现问题。
本发明还提供一种晶圆清洗设备传输机构的定位方法，包括以下步骤：
提供晶圆清洗设备传输机构的定位装置，定位装置包括光电传感器、第一块状光栅传感器和第二块状光栅传感器，所述光电传感器设置在机械手停止位置处；所述第一块状光栅传感器和第二块状光栅传感器，设置在传输轨道上，分别位于光电传感器两侧；
判断伺服电机是否完成设定的行程并停止，当伺服电机完成设定的行程并停止，则读取光电传感器和第一块状光栅传感器和第二块状光栅传感器的信号；
当光电传感器能够感应到机械手，且第一块状光栅传感器和第二块状光栅传感器之一在光电传感器能够感应到机械手之前感应到机械手时，即表明机械手到达正确位置；
当光电传感器感应不到机械手，且第一块状光栅传感器和第二块状光栅传感器之一能够感应到机械手之前感应到机械手时，即表明机械手的位置发生了些许偏差，此时根据第一块状光栅传感器和第二块状光栅传感器的感应来确定机械手移动的方向，控制器通过控制伺服电机来控制机械手移动到光电传感器位置处；
当光电传感器、第一块状光栅传感器和第二块状光栅传感器均感应不到机械手，说明机械手位置偏差较大，启动报警通知操作人员。
优选地，本发明的晶圆清洗设备传输机构的定位方法，第一块状光栅传感器和第二块状光栅传感器的感应器的宽度为2-5cm。
优选地，本发明的晶圆清洗设备传输机构的定位方法，所述控制器通过控制伺服电机来控制机械手移动到光电传感器位置处时，机械手的移动速度为通常移动速度的三分之一到二分之一。
优选地，本发明的晶圆清洗设备传输机构的定位方法，当伺服电机完成设定的行程并停止后，光电传感器感应不到机械手，且第一块状光栅传感器和第二块状光栅传感器之一能够感应到机械手之前感应到机械手时的情形发生多次时，且每次都是同一个块状光栅传感器感应到机械手，则通过控制器向电机编码器输出而调整设定的行程。
优选地，本发明的晶圆清洗设备传输机构的定位方法，所述控制器还能够读取伺服电机电流信息，当电流在运行过程中某个时间点增大或减小，且与块状光栅传感器感应位置匹配时，则报警提醒机械手的运行导轨或者齿条出现问题。
本发明的有益效果是：
本申请的晶圆清洗设备传输机构的定位装置和方法，在常规的伺服电机控制行程的基础上，增加了进一步确定机械手位置停在正确的光电传感器，以及机械手未停在正确位置时的第一块状光栅传感器和第二块状光栅传感器，第一块状光栅传感器和第二块状光栅传感器既能够判断机械手是运动过度还是运动缺少，同时，第一块状光栅传感器和第二块状光栅传感器也是为了便于在机械手偏离较小的情况下，便于进行调节。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。
图1是晶圆清洗设备传输机构的结构示意图；
图2是本申请实施例1中晶圆清洗设备传输机构的定位装置的结构示意图；
图3是本申请实施例1中晶圆清洗设备传输机构的定位装置的控制框图；
图4是实施例2中晶圆清洗设备传输机构的定位方法的流程图；
图中的附图标记为：
1 传输轨道；
2 机械手；
3 光电传感器；
5 控制器；
41 第一块状光栅传感器；
42 第二块状光栅传感器。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。
实施例1
本实施例提供一种晶圆清洗设备传输机构的定位装置，如图1所示，包括：
伺服电机，用于驱动机械手2运动，具有电机编码器以控制机械手2的运动方向和行程；
光电传感器3，设置在机械手2停止位置处；
第一块状光栅传感器41和第二块状光栅传感器42，设置在传输轨道1上，分别位于光电传感器3两侧；第一块状光栅传感器41和第二块状光栅传感器42的感应器的宽度为2-5cm；
控制器5，用于读取伺服电机电流信息以及光电传感器3、第一块状光栅传感器41和第二块状光栅传感器42信号，并根据读取的信息和信号执行以下操作；
当伺服电机完成设定的行程并停止后，且光电传感器3能够感应到机械手2，且第一块状光栅传感器41和第二块状光栅传感器42之一在光电传感器3能够感应到机械手2之前感应到机械手2时，即表明机械手2到达正确位置；
当伺服电机完成设定的行程并停止后，光电传感器3感应不到机械手2，且第一块状光栅传感器41和第二块状光栅传感器42之一能够感应到机械手2之前感应到机械手2时，即表明机械手2的位置发生了些许偏差，此时根据第一块状光栅传感器41和第二块状光栅传感器42的感应来确定机械手2移动的方向，此时说明仅需进行简单地调整即可使机械手2到达位置，位置偏移不会严重影响产线进行，但是仍然需要报备该问题，控制器5通过控制伺服电机来控制机械手2移动到光电传感器3位置处，优选地，机械手2应当以较慢的速度移动，可以控制机械手2的移动速度为通常移动速度的三分之一到二分之一；机械手2慢速运动，可以防止机械师运动过度。
本实施例的晶圆清洗设备传输机构的定位装置，在常规的伺服电机控制行程的基础上，增加了进一步确定机械手位置停在正确的光电传感器3，以及机械手2未停在正确位置时的第一块状光栅传感器41和第二块状光栅传感器42，第一块状光栅传感器41和第二块状光栅传感器42既能够判断机械手是运动过度还是运动缺少，同时，第一块状光栅传感器41和第二块状光栅传感器42也是为了便于在机械手2偏离较小的情况下，便于进行调节。
比如第一块状光栅传感器41在光电传感器3左侧，第二块状光栅传感器42在光电传感器3右侧，当第一块状光栅传感器41能够感应到光电传感器3时，则控制机械手2向右侧运动以使机械手2到达正确位置。当第二块状光栅传感器42能够感应到光电传感器3时，则控制机械手2向左侧运动以使机械手2到达正确位置。位于光电传感器3两侧的第一块状光栅传感器41和第二块状光栅传感器42能够保证机械手2的运动准确停在光电传感器3处，当第一块状光栅传感器41感应到机械手2时，则控制机械手2向着第二块状光栅传感器42运动，当第二块状光栅传感器42感应到机械手2时，则控制机械手2向着第一块状光栅传感器41运动，能够使机械手2至少能够在光电传感器3左右振荡移动，最终准确停在光电传感器3处。
当伺服电机完成设定的行程并停止后，光电传感器3、第一块状光栅传感器41和第二块状光栅传感器42均感应不到机械手2，说明机械手2位置偏差较大，启动报警通知操作人员。
当伺服电机完成设定的行程并停止后，光电传感器3感应不到机械手2，且第一块状光栅传感器41和第二块状光栅传感器42之一能够感应到机械手2之前感应到机械手2时的情形发生多次时(比如发生10次以上)，且每次都是同一个块状光栅传感器感应到机械手2，说明电机编码器的行程设定出现错误，则通过控制器向电机编码器输出而调整设定的行程，上述能够在设备测试的过程中，起到机械学习的作用。
由于伺服电机的电流能够反应出电机是否空转或者滑动(空转时会导致实际未到达设定的行程，滑动则导致超过实际行程)，空转一般表现为某个时间电流增大，滑动则表现为某个时间电流变小。
因而在进行故障分析时，可以通过搭配检测伺服电机运行时电流的变化。
当电流在运行过程中某个时间点增大或减小，且与块状光栅传感器感应位置匹配时并发生多次时(如5次以上)，则说明机械手2的运行导轨或者齿条出现问题。
实施例2
本实施例提供一种晶圆清洗设备传输机构的定位方法，包括以下步骤：
提供晶圆清洗设备传输机构的定位装置，定位装置包括光电传感器3、第一块状光栅传感器41和第二块状光栅传感器42，所述光电传感器3设置在机械手2停止位置处；所述第一块状光栅传感器41和第二块状光栅传感器42，设置在传输轨道1上，分别位于光电传感器3两侧；
判断伺服电机是否完成设定的行程并停止，当伺服电机完成设定的行程并停止，则读取光电传感器3和第一块状光栅传感器41和第二块状光栅传感器42的信号；
当光电传感器3能够感应到机械手2，且第一块状光栅传感器41和第二块状光栅传感器42之一在光电传感器3能够感应到机械手2之前感应到机械手2时，即表明机械手2到达正确位置；
当光电传感器3感应不到机械手2，且第一块状光栅传感器41和第二块状光栅传感器42之一能够感应到机械手2之前感应到机械手2时，即表明机械手2的位置发生了些许偏差，此时根据第一块状光栅传感器41和第二块状光栅传感器42的感应来确定机械手2移动的方向，控制器5通过控制伺服电机来控制机械手2移动到光电传感器3位置处；
当光电传感器3、第一块状光栅传感器41和第二块状光栅传感器42均感应不到机械手2，说明机械手2位置偏差较大，启动报警通知操作人员。
优选的，第一块状光栅传感器41和第二块状光栅传感器42的感应器的宽度为2-5cm。
优选的，所述控制器5通过控制伺服电机来控制机械手2移动到光电传感器3位置处时，机械手2的移动速度为通常移动速度的三分之一到二分之一。
优选的，当伺服电机完成设定的行程并停止后，光电传感器3感应不到机械手2，且第一块状光栅传感器41和第二块状光栅传感器42之一能够感应到机械手2之前感应到机械手2时的情形发生多次时，且每次都是同一个块状光栅传感器感应到机械手2，则通过控制器向电机编码器输出而调整设定的行程。
优选的，所述控制器还能够读取伺服电机电流信息，当电流在运行过程中某个时间点增大或减小，且与块状光栅传感器感应位置匹配时并发生多次时(如5次以上)，则说明机械手2的运行导轨或者齿条出现问题。
以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

Claims (10)

1.一种晶圆清洗设备传输机构的定位装置，其特征在于，包括：
伺服电机，用于驱动机械手(2)运动，具有电机编码器以控制机械手(2)的运动方向和行程；
光电传感器(3)，设置在机械手(2)停止位置处；
第一块状光栅传感器(41)和第二块状光栅传感器(42)，设置在传输轨道(1)上，分别位于光电传感器(3)两侧；
控制器(5)，用于读取光电传感器(3)、第一块状光栅传感器(41)和第二块状光栅传感器(42)信号，并根据读取的信息和信号执行以下操作；
当伺服电机完成设定的行程并停止后，且光电传感器(3)能够感应到机械手(2)，且第一块状光栅传感器(41)和第二块状光栅传感器(42)之一在光电传感器(3)能够感应到机械手(2)之前感应到机械手(2)时，即表明机械手(2)到达正确位置；
当伺服电机完成设定的行程并停止后，光电传感器(3)感应不到机械手(2)，且第一块状光栅传感器(41)和第二块状光栅传感器(42)之一能够感应到机械手(2)之前感应到机械手(2)时，即表明机械手(2)的位置发生了些许偏差，此时根据第一块状光栅传感器(41)和第二块状光栅传感器(42)的感应来确定机械手(2)移动的方向，控制器(5)通过控制伺服电机来控制机械手(2)移动到光电传感器(3)位置处；
当伺服电机完成设定的行程并停止后，光电传感器(3)、第一块状光栅传感器(41)和第二块状光栅传感器(42)均感应不到机械手(2)，说明机械手(2)位置偏差较大，启动报警通知操作人员。
2.根据权利要求1所述的晶圆清洗设备传输机构的定位装置，其特征在于，第一块状光栅传感器(41)和第二块状光栅传感器(42)的感应器的宽度为2-5cm。
3.根据权利要求1或2所述的晶圆清洗设备传输机构的定位装置，其特征在于，所述控制器(5)通过控制伺服电机来控制机械手(2)移动到光电传感器(3)位置处时，机械手(2)的移动速度为通常移动速度的三分之一到二分之一。
4.根据权利要求1-3任一项所述的晶圆清洗设备传输机构的定位装置，其特征在于，当伺服电机完成设定的行程并停止后，光电传感器(3)感应不到机械手(2)，且第一块状光栅传感器(41)和第二块状光栅传感器(42)之一能够感应到机械手(2)之前感应到机械手(2)时的情形发生多次时，且每次都是同一个块状光栅传感器感应到机械手(2)，则通过控制器向电机编码器输出而调整设定的行程。
5.根据权利要求1-4任一项所述的晶圆清洗设备传输机构的定位装置，其特征在于，所述控制器还能够读取伺服电机电流信息，当电流在运行过程中某个时间点增大或减小，且与块状光栅传感器感应位置匹配时，则报警提醒机械手的运行导轨或者齿条出现问题。
6.一种晶圆清洗设备传输机构的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供晶圆清洗设备传输机构的定位装置，定位装置包括光电传感器(3)、第一块状光栅传感器(41)和第二块状光栅传感器(42)，所述光电传感器(3)设置在机械手(2)停止位置处；所述第一块状光栅传感器(41)和第二块状光栅传感器(42)，设置在传输轨道(1)上，分别位于光电传感器(3)两侧；
判断伺服电机是否完成设定的行程并停止，当伺服电机完成设定的行程并停止，则读取光电传感器(3)和第一块状光栅传感器(41)和第二块状光栅传感器(42)的信号；
当光电传感器(3)能够感应到机械手(2)，且第一块状光栅传感器(41)和第二块状光栅传感器(42)之一在光电传感器(3)能够感应到机械手(2)之前感应到机械手(2)时，即表明机械手(2)到达正确位置；
当光电传感器(3)感应不到机械手(2)，且第一块状光栅传感器(41)和第二块状光栅传感器(42)之一能够感应到机械手(2)之前感应到机械手(2)时，即表明机械手(2)的位置发生了些许偏差，此时根据第一块状光栅传感器(41)和第二块状光栅传感器(42)的感应来确定机械手(2)移动的方向，控制器(5)通过控制伺服电机来控制机械手(2)移动到光电传感器(3)位置处；
当光电传感器(3)、第一块状光栅传感器(41)和第二块状光栅传感器(42)均感应不到机械手(2)，说明机械手(2)位置偏差较大，启动报警通知操作人员。
7.根据权利要求6所述的晶圆清洗设备传输机构的定位方法，其特征在于，第一块状光栅传感器(41)和第二块状光栅传感器(42)的感应器的宽度为2-5cm。
8.根据权利要求6或7所述的晶圆清洗设备传输机构的定位方法，其特征在于，所述控制器(5)通过控制伺服电机来控制机械手(2)移动到光电传感器(3)位置处时，机械手(2)的移动速度为通常移动速度的三分之一到二分之一。
9.根据权利要求6-8任一项所述的晶圆清洗设备传输机构的定位方法，其特征在于，当伺服电机完成设定的行程并停止后，光电传感器(3)感应不到机械手(2)，且第一块状光栅传感器(41)和第二块状光栅传感器(42)之一能够感应到机械手(2)之前感应到机械手(2)时的情形发生多次时，且每次都是同一个块状光栅传感器感应到机械手(2)，则通过控制器向电机编码器输出而调整设定的行程。
10.根据权利要求6-9任一项所述的晶圆清洗设备传输机构的定位方法，其特征在于，所述控制器还能够读取伺服电机电流信息，当电流在运行过程中某个时间点增大或减小，且与块状光栅传感器感应位置匹配时，则报警提醒机械手的运行导轨或者齿条出现问题。
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