CN114474046B - 机械手零点位置自动校准的方法及传输位置校准的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体领域，具体公开了一种机械手零点位置自动校准的方法及机械手传输位置校准的方法，包括以下步骤：对第X组机械臂上转轴的零点位置进行校准；包括以下步骤：驱动所述机械上臂朝靠近所述机械下臂的方向运动；获取所述第一激光器、第二激光器之间收发的激光强度，并判断所述激光强度的高低；确定所述激光强度达到预设最高值并记录此时所述步进马达的步数S_x，将步数S_x作为所述转轴校准后的零点位置，其中，N为正整数，X选自1至N的正整数。本申请通过在机械上臂设置第一激光器、机械下臂设置第二激光器，根据激光强度实现对零点位置的校准，减少零点位置校准的时间和大幅提高零点位置校准精度。

Description

机械手零点位置自动校准的方法及传输位置校准的方法

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体公开了一种机械手零点位置自动校准的方法及机械手传输位置校准的方法。

背景技术

集成电路产业的核心之一在于芯片制造，而芯片制造的核心就在于晶圆加工；晶圆加工设备中的传输机械手起着至关重要的作用。每一台晶圆加工设备中都有至少两只机械手在传输晶圆，每只机械手都会对应至少四个以上的传输位置，日常的晶圆加工工艺中每只机械手会根据工艺的步骤不停的在设备内部不同位置之前传送晶圆。

晶圆加工设备里的机械手每天会有数以万计次运动去来回传送晶圆，长时间多次数的运动后，机械手的零点位置容易飘移。零点漂移后机械手所有的传送位置也会漂移而使机械手传输不到正确的位置。

所以这些机械手在日常运转中都需要时常停机做每个轴的零点校准。目前的零点校准都是采用物理插销或者物理标记来指引，需要较长的时间而效率低下，且因保养人员的手法差异而精准度较低从而影响实际校准效果。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种机械手零点位置自动校准的方法及机械手传输位置校准的方法，旨在减少零点校准的时间和大幅提高零点校准精度。

为实现上述目的，本发明的第一方面提出了一种机械手零点位置自动校准的方法，

所述机械手具有N个转轴以及N组机械臂，每个转轴对应设置一个步进马达，每组机械臂包括绕所述转轴旋转的机械上臂以及机械下臂，所述机械上臂上设置有第一激光器，所述机械下臂上设置有第二激光器，所述第一激光器、第二激光器其中之一用于发射激光，另外一个用于接收激光，N为正整数，该方法包括：

对第X组机械臂上转轴的零点位置进行校准；包括以下步骤：

驱动所述机械上臂朝靠近所述机械下臂的方向运动；

获取所述第一激光器、第二激光器之间收发的激光强度，并判断所述激光强度的高低；

确定所述激光强度达到预设最高值并记录此时所述步进马达的步数S_x，将步数S_x作为所述转轴校准后的零点位置，其中，N为正整数，X选自1至N的正整数。

本发明的第二方面提出了一种机械手传输位置校准的方法，所述机械手的末端设置有机械手夹持部，所述机械手夹持部上设置Z个第三激光器，每个转轴对应一个零点位置；定义P₁、P₂、P₃、P₄……P_n个传输位置，获取第一个传输位置P₁与所述机械手夹持部初始位置的距离L₀，同时获取第一个传输位置P₁与其他传输位置P₂、P₃、P₄……P_n之间的距离L_2-1、L_3-1、L_4-1、L_5-1、L_6-1……L_n-1；在第一个传输位置P₁处设置第四激光器，所述第三激光器、第四激光器其中之一用于发射激光，另外一个用于接收激光；将每个转轴在第二个传输位置P₂所对应的步进马达的校正步数设为X₁、X₂、X₃、X₄……X_N；

包括如下步骤：

使用机械手零点位置自动校准的方法对机械手的零点位置进行自动校准；

驱动所述机械手夹持部朝靠近第一个传输位置P₁的方向运动，并确定所述机械手夹持部运动至所述第一个传输位置P₁，获取每个转轴在第一个传输位置P₁所对应的步进马达的校正步数S₁、S₂、S₃、S₄…S_N；

根据L_2-1/X_1…N＝L₀/S_1…N，计算得到校准后的X_1…N；

依次类推，计算得到每个转轴在P₃、P₄……P_n所对应的步进马达的校准步数；

其中，N、n为正整数。

另外，本发明的上述机械手零点位置自动校准的方法还可以具有如下附加的技术特征。

根据本发明的一个实施例，所述转轴的转动方向包括：上下、前后、左右、旋转、水平。

根据本发明的一个实施例，所述第一激光器为激光发射器，所述第二激光器为激光接收器；或

所述第一激光器为激光接收器，所述第二激光器为激光发射器。

根据本发明的一个实施例，所述激光为可视或不可视激光。

根据本发明的一个实施例，所述激光的光束直径小于0.1mm。

根据本发明的一个实施例，所述机械手选自晶圆加工设备中的机械手。

根据本发明的一个实施例，确定所述机械手夹持部运动至所述第一个传输位置P₁的方法包括：

获取所述第四激光器接收的激光强度，并判断所述激光强度的高低；

确定所述激光强度达到最高值则确定所述机械手夹持部运动至所述第一个传输位置P₁。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本申请通过在机械上臂设置第一激光器、机械下臂设置第二激光器，根据激光强度实现对零点位置的校准，减少零点位置校准的时间和大幅提高零点位置校准精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1本发明一个实施例中机械手的结构示意图；

图2本发明一个实施例中机械臂的结构示意图；

图3本发明一个实施例中机械手与传输位置的结构示意图。

附图标记：

机械手10、转轴101、机械臂102、机械上臂102a、机械下臂102b、机械手夹持部103、第一激光器11、第二激光器12、第三激光器13、第四激光器14。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

下面参照图1-3描述本发明一些实施例中的一种机械手传输位置校准的方法。

如图1-3所示，本发明的实施例提供了一种机械手传输位置校准的方法，

机械手10具有N个转轴101以及N组机械臂102，每个转轴101对应设置一个步进马达，每组机械臂102包括绕转轴旋转的机械上臂102a以及机械下臂102b，机械上臂102a上设置有第一激光器11，机械下臂102b上设置有第二激光器12，第一激光器11、第二激光器12其中之一用于发射激光，另外一个用于接收激光，机械手10的末端设置有机械手夹持部103，机械手夹持部103上设置Z个第三激光器13，每个转轴101对应一个零点位置；定义P₁、P₂、P₃、P₄……P_n个传输位置，获取第一个传输位置P₁与机械手夹持部初始位置的距离L₀，同时获取第一个传输位置P₁与其他传输位置P₂、P₃、P₄……P_n之间的距离L_2-1、L_3-1、L_4-1、L_5-1、L_6-1……L_n-1；在第一个传输位置P₁处设置第四激光器14，第三激光器13、第四激光器14其中之一用于发射激光，另外一个用于接收激光；将每个转轴101在第二个传输位置P₂所对应的步进马达的校正步数为X₁、X₂、X₃、X₄……X_N，

所述机械手传输位置校准的方法包括以下步骤：

对第X组机械臂上转轴的零点位置进行校准；包括以下步骤：

驱动机械上臂102a朝靠近机械下臂102b的方向运动；

获取第一激光器11、第二激光器12之间收发的激光强度，并判断激光强度的高低；

确定激光强度达到预设最高值并记录此时步进马达的步数S_x，将步数S_x作为转轴101校准后的零点位置，其中，N为正整数，X选自1至N的正整数。

接着，驱动机械手夹持部103朝靠近第一个传输位置P₁的方向运动，并确定机械手夹持部运动至第一个传输位置P₁，获取每个转轴在第一个传输位置P₁所对应的步进马达的校正步数S₁、S₂、S₃、S₄…S_N；

具体地，确定机械手夹持部103运动至第一个传输位置P₁的方法包括：

获取第四激光器14接收的激光强度，并判断激光强度的高低；

确定激光强度达到最高值则确定机械手夹持部103运动至第一个传输位置P₁；

根据L_2-1/X_1…N＝L₀/S_1…N，计算得到校准后的X_1…N；

依次类推，计算得到每个转轴在P₃、P₄……P_n所对应的步进马达的校准步数；

其中，N、n为正整数。

在本实施例中，转轴101的转动方向可以包括：上下、前后、左右、旋转、水平。

此外，第一激光器11为激光发射器，第二激光器12为激光接收器；或

第一激光器11为激光接收器，第二激光器12为激光发射器。

第三激光器13为激光发射器，第四激光器14为激光接收器；或

第三激光器13为激光接收器，第四激光器14为激光发射器。

在本实施例中，激光可为各种可视和不可视激光，激光光束直径小于0.1mm。

需要说明的是，本实施例中的激光接收器可解析接收激光的强度。

具体地，机械手10可以选自晶圆加工设备中的机械手。

值得一提的是，本实施例中的转轴101个数不局限于附图1中的4个，在本发明的其他实施例中，机械手10根据需要选择更多的转轴101，本实施例在此不做限定。

本实施例中的传输位置不局限于4个，本领域技术人员可以根据需要灵活选择传输位置的数量。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种机械手传输位置校准的方法，其特征在于，所述机械手具有N个转轴以及N组机械臂，每个转轴对应设置一个步进马达，每组机械臂包括绕所述转轴旋转的机械上臂以及机械下臂，所述机械上臂上设置有第一激光器，所述机械下臂上设置有第二激光器，所述第一激光器、第二激光器其中之一用于发射激光，另外一个用于接收激光；所述机械手的末端设置有机械手夹持部，所述机械手夹持部上设置Z个第三激光器，每个转轴对应一个零点位置；定义P₁、P₂、P₃、P₄……P_n个传输位置，获取第一个传输位置P₁与所述机械手夹持部初始位置的距离L₀，同时获取第一个传输位置P₁与其他传输位置P₂、P₃、P₄……P_n之间的距离L_2-1、L_3-1、L_4-1、L_5-1、L_6-1……L_n-1；在第一个传输位置P₁处设置第四激光器，所述第三激光器、第四激光器其中之一用于发射激光，另外一个用于接收激光；将每个转轴在第二个传输位置P₂所对应的步进马达的校正步数设为X₁、X₂、X₃、X₄……X_N；

机械手传输位置校准的方法包括如下步骤：

使用机械手零点位置自动校准的方法对机械手的零点位置进行自动校准；

驱动所述机械手夹持部朝靠近第一个传输位置P₁的方向运动，并确定所述机械手夹持部运动至所述第一个传输位置P₁，获取每个转轴在第一个传输位置P₁所对应的步进马达的校正步数S₁、S₂、S₃、S₄…S_N；

根据L_2-1/X_1…N＝L₀/S_1…N，计算得到校准后的X_1…N；

依次类推，计算得到每个转轴在P₃、P₄……P_n所对应的步进马达的校准步数；

其中，N、n为正整数；

其中，机械手零点位置自动校准的方法包括：

对第X组机械臂上转轴的零点位置进行校准；包括以下步骤：

驱动所述机械上臂朝靠近所述机械下臂的方向运动；

获取所述第一激光器、第二激光器之间收发的激光强度，并判断所述激光强度的高低；

确定所述激光强度达到预设最高值并记录此时所述步进马达的步数S_x，将步数S_x作为所述转轴校准后的零点位置，其中，N为正整数，X选自1至N的正整数。

2.如权利要求1所述的机械手传输位置校准的方法，其特征在于，确定所述机械手夹持部运动至所述第一个传输位置P₁的方法包括：

获取所述第四激光器接收的激光强度，并判断所述激光强度的高低；

确定所述激光强度达到最高值则确定所述机械手夹持部运动至所述第一个传输位置P₁。

3.如权利要求1所述的机械手传输位置校准的方法，其特征在于，所述转轴的转动方向包括：上下、前后、左右。

4.如权利要求1所述的机械手传输位置校准的方法，其特征在于，所述第一激光器为激光发射器，所述第二激光器为激光接收器；或

所述第一激光器为激光接收器，所述第二激光器为激光发射器。

5.如权利要求1所述的机械手传输位置校准的方法，其特征在于，所述激光为可视或不可视激光。

6.如权利要求5所述的机械手传输位置校准的方法，其特征在于，所述激光的光束直径小于0.1mm。

7.如权利要求1所述的机械手传输位置校准的方法，其特征在于，所述机械手选自晶圆加工设备中的机械手。