CN113345819B - 校准工装及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种校准工装及方法,校准工装能够安装在一装载台上,用以校准一用于传送晶圆的机械手在装载台的目标位置的坐标,校准工装包括:本体部和定位部。本体部设有刻度尺;定位部设于本体部,用于将本体部定位在装载台;当机械手位于装载台的目标位置时,通过刻度尺获得机械手的坐标值。本发明实施例的校准工装,通过采用本体部设有刻度尺,以及定位部将本体部定位在装载台的技术手段,使得操作人员能够方便且快速地获得机械手在目标位置时的坐标值。相比于相关技术中的方案,本发明实施例的校准工装设置刻度尺,有效解决了不同操作人员肉眼校准所带来的校准差异和不便利性,解决了相关技术中存在的触发警报和晶圆碎片的问题。

Description

校准工装及方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域,具体而言,涉及一种校准工装及方法。
背景技术
机械手是硅片传输系统中的重要设备,其被广泛应用于半导体集成电路制造技术领域中,用于存取和运输工艺处理前和工艺处理后的硅片。机械手在收到控制指令后,能够精确地移动至空间上的某一点进行取放硅片。
设备前端模块(Equipment Frond-End Module,EFEM)作为半导体加工设备的重要组成,其包括机械手和装载台(Load port)。为了避免取片失败,在进行机械手从装载台上托取晶圆之前,通常需要先校准机械手相对于装载台的位置。
相关技术中采取的校准方案是:先将一晶圆放置在装载台上,之后再将机械手移动至装载台上,并通过肉眼比照装载台上的晶圆,以确定机械手处于装载台的目标位置的坐标。然而,采用肉眼观察的方式,不同操作人员的校准方法存在差异,容易导致校准位置不准确,存在触发警报和晶圆碎片的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种方便操作且校准精确度较高的校准工装及方法。
本发明实施例提供的校准工装,能够安装在一装载台上,用以校准一用于传送晶圆的机械手在所述装载台的目标位置的坐标,所述校准工装包括:本体部和定位部。本体部设有刻度尺;定位部设于所述本体部,用于将所述本体部定位在所述装载台;其中,当所述机械手位于所述装载台的目标位置时,通过所述刻度尺获得所述机械手的坐标值。
根据本发明的一些实施方式,所述本体部背离所述装载台的一侧表面设有所述刻度尺;
通过所述刻度尺,以确定所述机械手的二维坐标值。
根据本发明的一些实施方式,所述本体部的形状与所述装载台的装载台面相适配。
根据本发明的一些实施方式,所述定位部包括定位孔,所述定位孔与所述装载台的定位针一一对应。
根据本发明的一些实施方式,所述定位孔的数量为三个,三个所述定位孔形成一等腰三角形。
根据本发明的一些实施方式,所述本体部背离装载台的一侧还设有定位标记;
当所述机械手位于所述装载台的目标位置时,所述机械手的一定位点在竖直方向上与所述定位标记对齐。
本发明提供的校准方法,用以校准一用于传送晶圆的机械手在装载台的目标位置的坐标,所述校准方法包括:
提供一具有刻度尺的校准工装,将所述校准工装的定位部定位在所述装载台;
将所述机械手移动至所述装载台的目标位置;
通过所述刻度尺获得所述机械手的坐标值。
根据本发明的一些实施方式,通过所述刻度尺获得所述机械手的坐标值的步骤,包括:
获得所述机械手在所述校准工装背离所述装载台的一侧表面的二维坐标值;
获得所述机械手的竖直方向的纵向坐标值;
基于所述二维坐标值和所述纵向坐标值,获得所述机械手的三维坐标值。
根据本发明的一些实施方式,获得所述机械手在所述校准工装背离所述装载台的一侧表面的二维坐标值的步骤,包括:
获得所述装载台的第一坐标值;
根据所述刻度尺,获得所述机械手相对于所述装载台的第二坐标值;
根据所述第一坐标值和所述第二坐标值,获得所述二维坐标值。
根据本发明的一些实施方式,获得所述机械手的竖直方向的纵向坐标值的步骤,包括:
获得所述校准工装的第一纵向坐标值;
获得所述机械手相对于所述校准工装的第二纵向坐标值;
根据所述第一纵向坐标值和所述第二纵向坐标值,获得所述纵向坐标值。
根据本发明的一些实施方式,所述校准方法还包括:
在所述校准工装上设置一定位标记;
其中,将所述机械手移动至所述装载台的目标位置的步骤,包括:移动所述机械手,使得所述机械手的一定位点在竖直方向上与所述定位标记对齐。
根据本发明的一些实施方式,所述定位部包括定位孔;
将所述校准工装的定位部定位在所述装载台的步骤,包括:将所述装载台的定位针穿设于所述定位孔内。
根据本发明的一些实施方式,所述校准工装的形状与所述装载台的装载台面相适配。
上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果:
本发明实施例的校准工装,通过采用本体部设有刻度尺,以及定位部将本体部定位在装载台的技术手段,使得操作人员能够方便且快速地获得机械手在目标位置时的坐标值。相比于相关技术中的方案,本发明实施例的校准工装设置刻度尺,有效解决了不同操作人员肉眼校准所带来的校准差异和不便利性,解决了相关技术中存在的触发警报和晶圆碎片的问题。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式,本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1示出的是机械手设置在本发明实施例的校准工装上方时的俯视图。
图2示出的是机械手设置在本发明实施例的校准工装上方时的侧视图。
其中,附图标记说明如下:
100、校准工装 110、本体部
111、刻度尺 112、定位标记
120、定位部 200、装载台
300、机械手 310、定位点
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施方式;相反,提供这些实施方式使得本发明将全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构,因而将省略它们的详细描述。
设备前端模块(Equipment Frond-End Module,EFEM)包括机械手和装载台。装载台用于承载含有多个层叠设置的晶圆盒,机械手用于将晶圆从装载台上转运至后续工艺设备上。
机械手的移动是通过EFEM的控制系统控制,故控制系统需要获取到机械手移动至装载台的目标位置时的坐标值,这样可实现机械手的自动移动,且不会出现报警和晶圆碎片的问题。可以理解的是,装载台的目标位置是指:机械手移动至装载台上的一预设位置,该预设位置适合机械手准确托取晶圆。
基于此,本发明提供一种如何方便且精确地获得机械手处于装载台的目标位置时的坐标的校准工装及方法。
如图1和图2所示,图1示出的是机械手设置在本发明实施例的校准工装上方时的俯视图。图2示出的是机械手设置在本发明实施例的校准工装上方时的侧视图。本发明实施例的校准工装100,能够安装在一装载台200上,用以获得一用于传送晶圆的机械手300在装载台200的目标位置的坐标。本发明实施例的校准工装100包括:本体部110和定位部120。本体部110设有刻度尺111;定位部120设于本体部110,用于将本体部110定位在装载台200;其中,当机械手300位于装载台200的目标位置时,通过刻度尺111获得机械手300的坐标值。
本发明实施例的校准工装100在使用时,先将定位部120定位在装载台200,据此限定了校准工装100和装载台200的相对位置。之后,将机械手300移动至装载台200的目标位置。接着,通过设置在本体部110上的刻度尺111,即可获得机械手300的坐标值。
本发明实施例的校准工装100,通过采用本体部110设有刻度尺111,以及定位部120将本体部110定位在装载台200的技术手段,使得操作人员能够方便且快速的获得机械手300在目标位置时的坐标值。相比于相关技术中的方案,本发明实施例的校准工装100设置刻度尺111,有效解决了不同操作人员肉眼校准所带来的校准差异和不便利性,解决了相关技术中存在的触发警报和晶圆碎片的问题。
需要说明的是,获得机械手300的坐标值,可以是机械手300相对于装载台200的相对坐标值,也可以是将机械手300相对于装载台200的坐标值转换为机械手300在另一坐标系下的坐标值。
请继续参阅图1和图2,本体部110背离装载台200的一侧表面设有刻度尺111。通过刻度尺111,以确定机械手300的二维坐标值。在一实施方式中,刻度尺111可以包括多条相互平行的第一刻度线和多条相互平行的第二刻度线,其中,第一刻度线垂直于第二刻度线。
在本实施例中,具体限定了本体部110上的刻度尺111为一二维坐标值。具体来说,刻度尺111可以包括相互垂直的X轴坐标和Y轴坐标。当机械手300移动至装载台200的目标位置时,对照X轴坐标和Y轴坐标,即可快速且准确地获得机械手300的二维坐标值。
如图2所示,机械手300移动至目标位置后,通过量尺测量机械手300的底面相对于校准工装100的距离,即可获得机械手300在与上述二维坐标值垂直的纵轴(Z轴)坐标轴的坐标值。
在一实施方式中,本体部110的形状与装载台200的装载台面相适配,即本体部110的形状与装载台200的装载台面的形状相同。
在一实施方式中,定位部120包括定位孔,定位孔与装载台200的定位针一一对应。
如前所述,相关技术中的装载台200用于承载晶圆,装载台200上设有用于承载晶圆的定位针。在本实施例中,将定位部120设计为孔结构,使其能够与装载台200上已有的定位针相配合。当校准工装100定位在装载台200上时,装载台200的定位针穿设于定位孔,起到定位作用。
在一实施方式中,定位孔的数量为三个,三个定位孔形成一等腰三角形。三个定位孔形成的三角形,使得定位效果更佳。
在一实施方式中,本体部110为平板型,但不以此为限。
在一实施方式中,本体部110背离装载台300的一侧还设有定位标记112;当机械手300位于装载台200的目标位置时,机械手300的一定位点310在竖直方向上与定位标记112对齐。
通过在本体部110上设有定位标记112,且该定位标记112与机械手300位于装载台200的目标位置时的定位点310对齐,这样可将机械手300在装载台200上的目标位置转移至校准工装100上。当进行多次机械手300的校准时,操作人员可直接将机械手300移动至其定位点310对齐定位标记112的位置,进一步地提高了校准效率。
作为示例,机械手300上的定位点310可以是机械手300的前端部,但不应以此为限。
本发明的另一方面,还提供一种校准方法,用以获得一用于传送晶圆的机械手300在装载台200的目标位置的坐标。
本发明实施例的校准方法包括:提供一具有刻度尺111的校准工装100,将校准工装100的定位部120定位在装载台200;将机械手300移动至装载台200的目标位置;通过刻度尺111获得机械手300的坐标值。
在一实施方式中,通过刻度尺111获得机械手300的坐标值的步骤,包括:获得机械手300在校准工装100背离装载台200的一侧表面的二维坐标值;获得机械手300的竖直方向的纵向坐标值;基于二维坐标值和纵向坐标值,获得机械手300的三维坐标值。
在本实施例中,具体限定了刻度尺111为一二维坐标值。具体来说,刻度尺111可以包括相互垂直的X轴坐标和Y轴坐标。当机械手300移动至装载台200的目标位置时,对照X轴坐标和Y轴坐标,即可快速且准确地获得机械手300的二维坐标值。
通过量尺测量机械手300的底面相对于校准工装100的距离,即可获得机械手300在与上述二维坐标值垂直的纵轴坐标轴的坐标值。
需要说明的是,上述二维坐标值可以是机械手300相对于校准工装的X轴坐标和Y轴坐标,纵轴坐标也可以是机械手300相对于校准工装100的,那么获得的机械手300的三维坐标值也是相对于校准工装100的。
在一实施方式中,获得机械手300在校准工装100背离装载台200的一侧表面的二维坐标值的步骤,包括:获得装载台200的第一坐标值;根据刻度尺111,获得机械手300相对于装载台200的第二坐标值;根据第一坐标值和第二坐标值,获得二维坐标值。
在本实施例中,具体限定了如何获得机械手300在水平面内的二维坐标值。具体来说,由于装载台200的位置是固定的,故可先获得装载台200上一点的第一坐标值。之后,再根据刻度尺111,获得机械手300相对于装载台200的第二坐标值。由于第二坐标值是相对于装载台200,故处于目标位置的机械手300的坐标值可以根据第一坐标值和第二坐标值共同求得。
在一实施方式中,获得机械手300的竖直方向的纵向坐标值的步骤,包括:获得校准工装100的第一纵向坐标值;获得机械手300相对于校准工装100的第二纵向坐标值;根据第一纵向坐标值和第二纵向坐标值,获得纵向坐标值。
由于装载台200的位置固定,故设置在装载台200上的校准工装100的第一纵向坐标值可得。又由于第二纵向坐标值是相对于校准工装100的获得的,因此,机械手300的竖直方向的纵向坐标值可以根据第一纵向坐标值和第二纵向坐标值共同求得。
在一实施方式中,校准方法还包括:在校准工装100上设置一定位标记112。将机械手300移动至装载台200的目标位置的步骤,包括:移动机械手300,使得机械手300的一定位点310在竖直方向上与定位标记112对齐。这样设计的好处在于:可将机械手300在装载台200上的目标位置转移至校准工装100上。当进行多次机械手300的校准时,操作人员可直接将机械手300移动至定位标记112的位置,进一步地提高了校准效率。
在一实施方式中,定位部120为定位孔;将校准工装100的定位部120定位在装载台200的步骤,包括:将装载台200的定位针穿设于定位孔内。
将定位部120设计为孔,使其能够与装载台200上已有的定位针配合,起到定位效果。
综上所述,本发明实施例的校准工装和方法的优点和有益效果在于:
本发明实施例的校准工装100,通过采用本体部110设有刻度尺111,以及定位部120将本体部110定位在装载台200的技术手段,使得操作人员能够方便且快速的获得机械手300在目标位置时的坐标值。相比于相关技术中的方案,本发明实施例的校准工装100设置刻度尺111,有效解决了不同操作人员肉眼校准所带来的校准差异和不便利性,解决了相关技术中存在的触发警报和晶圆碎片的问题。
在发明实施例中,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在发明实施例中的具体含义。
发明实施例的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述发明实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作,因此,不能理解为对发明实施例的限制。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为发明实施例的优选实施例而已,并不用于限制发明实施例,对于本领域的技术人员来说,发明实施例可以有各种更改和变化。凡在发明实施例的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在发明实施例的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种设备前端模块,其特征在于,包括:
装载台,包括用于承载晶圆的定位针;
机械手,用于转运所述晶圆;以及
校准工装,安装在所述装载台(200)上,用以校准所述机械手(300)在所述装载台(200)的目标位置的坐标,所述校准工装包括:
本体部(110),设有刻度尺(111);所述本体部(110)背离所述装载台(300)的一侧还设有定位标记(112);以及
定位部(120),设于所述本体部(110);所述定位部(120)包括定位孔,所述定位针穿设于所述定位孔,用于将所述本体部(110)定位在所述装载台(200);
其中,当所述机械手(300)位于所述装载台(200)的目标位置时,所述机械手(300)的一定位点(310)在竖直方向上与所述定位标记(112)对齐,通过所述刻度尺(111)获得所述机械手(300)的坐标值;
所述设备前端模块还包括控制系统,所述控制系统用于根据获取到的所述机械手移动至所述装载台的所述目标位置时的坐标值,控制所述机械手的移动。
2.根据权利要求1所述的设备前端模块,其特征在于,所述本体部(110)背离所述装载台(200)的一侧表面设有所述刻度尺(111);
通过所述刻度尺(111),以确定所述机械手(300)的二维坐标值。
3.根据权利要求1所述的设备前端模块,其特征在于,所述本体部(110)的形状与所述装载台(200)的装载台面相适配。
4.根据权利要求1所述的设备前端模块,其特征在于,所述定位孔的数量为三个,三个所述定位孔形成等腰三角形。
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