CN208384143U - 一种设备之间配合误差的辅助标记装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种设备之间配合误差的辅助标记装置，包括支撑连杆、标记连杆、激光测距传感器以及计算机。其中，支撑连杆和标记连杆设置于工作台且水平方向上相互垂直，激光测距传感器安装在机械手上，在测量过程中，标记连杆处于激光测距传感器的扫描范围内，计算机与激光测距传感器连接，用于接收激光测距传感器返回的测试数据以确定机械手与工作台之间的配合误差。可见，本装置结构简单，能够标记机械手与工作台之间的配合误差，可广泛应用。另外，由于采用了激光测距传感器，相对于其它测距传感器来说，其具有固定的扫描范围的特性，如果被扫描物体与激光传感器的距离过大或者过小，激光测距传感器不能扫描到物体，从而提高了测量的精度。

Description

一种设备之间配合误差的辅助标记装置

技术领域

本实用新型涉及半导体制造领域，特别是涉及一种设备之间配合误差的辅助标记装置。

背景技术

在半导体制造领域中，需要有专业的设备来对晶圆进行搬运和加工。其工艺流程一般为：应用工业机器人的机械手将晶圆从载物料盒中搬运出来(应用真空负压吸附的原理)，随后运输至晶圆加工设备上的晶圆工作台进后续加工。

由于工业机器人一般为平面机器人，在XY平面中存在一个移动副，其余为转动副，所以机械手在运输晶圆给晶圆加工设备的过程中是垂直于工作台中心进出的，这样才能将晶圆运输至工作台上且保证误差最小。在具体实施中，需要工业机器人和晶圆加工设备之间的配合误差在一定范围内，否则工业机器人无法将晶圆放在准确位置上，导致晶圆在加工过程中出现失误。此外，在搬运过程中，由于工业机器人和晶圆加工设备工作坐标系不同，因此无法保证配合时，两者相对位置的精度。如果精度太低，误差过大，搬运机器人在垂直进入时，工作台的周边有其余的装置或者其它障碍物，会导致晶圆与其碰撞，从而破碎(半加工的晶圆盘的价格从几百到数万)，直接造成巨大的经济损失。

由此可见，如何校正工业机器人和晶圆加工设备之间的配合误差是本领域技术人员亟待解决地问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种设备之间配合误差的辅助标记装置，用于校正工业机器人和晶圆加工设备之间的配合误差。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种设备之间配合误差的辅助标记装置，包括设置于工作台且水平方向上相互垂直的支撑连杆和标记连杆，激光测距传感器，与所述激光测距传感器连接的计算机，用于接收所述激光测距传感器返回的测试数据以确定所述机械手与所述工作台之间的配合误差，其中，在测量过程中，所述激光测距传感器设置于机械手处，所述标记连杆与所述工作台的中心对齐，所述标记连杆的末端处于所述激光测距传感器的扫描范围内。

优选地，还包括设置于所述支撑连杆和所述标记连杆的连接处的连接支架。

优选地，所述连接支架具体为可滑动支架，所述支撑连杆上具体设置有滑轨，用于所述标记连杆沿所述支撑连杆滑动。

优选地，还包括设置于所述支撑连杆上的固定支架，用于将所述支撑连杆固定于所述工作台上。

优选地，所述固定支架具体设置于所述支撑连杆的末端。

优选地，所述固定支架具体为固定连接于所述支撑连杆上的固定片，所述固定片上设置有螺纹孔以通过螺栓与所述工作台上的螺纹孔连接。

优选地，所述支撑连杆上设置有刻痕标记。

优选地，还包括用于所述计算机和所述激光测距传感器通信连接的无线通信模块。

优选地，所述标记连杆为空心且壁厚均相同。

优选地，还包括与所述计算机连接的指示灯，用于在所述计算机确定出所述配合误差在误差允许范围内时点亮。

本实用新型所提供的设备之间配合误差的辅助标记装置，包括支撑连杆、标记连杆、激光测距传感器以及计算机。其中，支撑连杆和标记连杆设置于工作台且水平方向上相互垂直，激光测距传感器安装在机械手上，并在测量过程中，标记连杆处于激光测距传感器的扫描范围内，计算机与激光测距传感器连接，用于接收激光测距传感器返回的测试数据以确定机械手与工作台之间的配合误差。由此可见，本装置结构简单，能够标记机械手与工作台之间的配合误差，并且如果以标记连杆的末端的壁厚作为标记物的话，则可以将配合误差控制在壁厚范围内。另外，由于采用了激光测距传感器，相对于其它测距传感器来说，其具有固定的扫描范围的特性，如果被扫描物体与激光传感器的距离过大或者过小，激光测距传感器不能扫描到物体，从而提高了测量的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种设备之间配合误差的辅助标记装置的结构；

图2为本实用新型实施例提供的一种辅助标记装置与工作台的安装示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种标记连杆2的末端的剖面图；

图4为本实用新型实施例提供的基于辅助标记装置的配合误差的校正方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护范围。

本实用新型的核心是提供一种设备之间配合误差的辅助标记装置，用于校正工业机器人和晶圆加工设备之间的配合误差。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1为本实用新型实施例提供的一种设备之间配合误差的辅助标记装置的结构。图2为本实用新型实施例提供的一种辅助标记装置与工作台的安装示意图。如图1或图2所示，包括设置于工作台且水平方向上相互垂直的支撑连杆1和标记连杆2，激光测距传感器3，与激光测距传感器3连接的计算机4，用于接收激光测距传感器3返回的测试数据以确定机械手与工作台之间的配合误差，其中，在测量过程中，激光测距传感器3设置于机械手处，标记连杆2与工作台的中心对齐，标记连杆2的末端处于激光测距传感器3的扫描范围内。

需要说明的是，由于激光测距传感器3安装在机械手上，在当今工业生产中所运用的晶圆搬运机器人是平面关节机器人，在XY平面中一般只存在一个移动副，所以在使用此方案对水平Y方向和竖直Z方向的误差进行扫描时，需要采用不同的方式来进行扫描(水平X方向上距离误差不需要考虑，由机械手在X方向的移动副来弥补)。

支撑连杆1有两端，其中一端需要与标记连杆2的一端连接，形成上文所提到的连接处，而支撑连杆1的另一端就是末端，同样的，标记连杆2也是有两端，标记连杆2的另一端也是标记连杆的末端。支撑连杆1和标记连杆2均放置在工作台上(图2中圆形表示工作台的平面)，工作台为水平面，因此支撑连杆1和标记连杆2是在水平方向上垂直。在具体实施中，支撑连杆1和标记连杆2可以为固定连接，也可以为可拆卸连接，但是考虑到方便携带等问题，通常情况下可以设置为可拆卸连接。此外，为了快速安装，可以在支撑连杆1上设置有刻痕标记，则在安装时，可以直接按照刻痕标记将标记连杆2安装在指定位置。

在测量过程中，需要将标记连杆2与工作台的中心对齐，此处的对齐只需要标记连杆2与工作台中心对齐，并不要求支撑连杆1与工作台中心对齐，如图2所示。通常情况下，工作台为圆形，因此，工作台的中心就是圆心，那么标记连杆2就在圆形的一条直径上。需要说明的是，标记连杆2并不是一条线，因此，可以是标记连杆2的轴线与工作台中心对齐，也可以是标记连杆2的某一侧臂与工作台中心对齐，在具体实施中，通常是将标记连杆的右臂，即图中远离支撑连杆1的末端的一条侧臂。将激光测距传感器3安装在工业机器人的机械手上，并保证标记连杆2的末端处于激光测距传感器3的扫描范围内，否则无法完成配合误差的标记。通常情况下，需要移动工业机器人来满足标记连杆2的末端(标记连杆2与激光测距传感器3的垂直距离)处于激光测距传感器3的扫描范围内以便激光信号的有效发送和接收。开启激光测距传感器3，激光测距传感器3将测试数据传输至计算机4以确定机械手与工作台之间的配合误差，下文中以具体实例进行说明。作为优选地实施方式，还包括与计算机4连接的指示灯，用于在计算机4确定出配合误差在误差允许范围内时点亮。

图3为本实用新型实施例提供的一种标记连杆2的末端的剖面图。需要说明的是，图3中剖面为正方形，但是并不代表只能是正方形，也可以是其它形状，例如矩形，原理相似。为了方便实现两个方向的配合误差的标记，标记连杆2为空心且壁厚均相同。

检测Y方向的配合误差：

如图3中所示，A、B两处的壁厚都为2mm。在扫描水平方向时，激光测距传感器3处于图3中A处的下方(可以控制机械手在XY平面内的转动，来观察激光是否发射在标记连杆2的末端，通过此方法来判断激光测距传感器3是否处于A处下方)，至下而上扫描一段距离(距离为计算机4预先设定)，如果未检测到激光扫描反射信号(测试数据)，则表明在水平Y方向上，存在配合误差。则继续调整工业机器人的位置，重复上述的扫描过程，直至计算机4检测到扫描反射信号为止，此时表明水平Y方向上的误差处于2mm的范围内。

检测Z方向的配合误差：

在检测Z方向上的配合误差时，可先将机器人在竖直方向上运动至B处的下方，激光测距传感器3与标记连杆2存在一定的偏转角度，从下向上扫描一段距离，如果计算机4未检测到扫描反射信号，则表明在Z方向上，存在配合误差，需要调整机器人的安装高度。则继续调整工业机器人的安装高度，重复上述的扫描过程，直至计算机4检测到扫描反射信号为止，此时表明水平Z方向上的误差处于2mm的范围内。

可以理解的是，在具体实施中，两个方向上的配合误差的标记方法没有先后之分。另外，可以在计算机4上显示扫描结果，根据扫描结果可以判断配合误差是否在允许范围内。

图4为本实用新型实施例提供的基于辅助标记装置的配合误差的校正方法的流程图。该方法包括S10-S16，由于该流程图所描述的方法步骤与上文对应，此处不再赘述。

本实用新型实施例提供的设备之间配合误差的辅助标记装置，包括支撑连杆、标记连杆、激光测距传感器以及计算机。其中，支撑连杆和标记连杆设置于工作台且水平方向上相互垂直，激光测距传感器安装在机械手上，并在测量过程中，标记连杆处于激光测距传感器的扫描范围内，计算机与激光测距传感器连接，用于接收激光测距传感器返回的测试数据以确定机械手与工作台之间的配合误差。由此可见，本装置结构简单，能够标记机械手与工作台之间的配合误差，并且如果以标记连杆的末端的壁厚作为标记物的话，则可以将配合误差控制在壁厚范围内。另外，由于采用了激光测距传感器，相对于其它测距传感器来说，其具有固定的扫描范围的特性，如果被扫描物体与激光传感器的距离过大或者过小，激光测距传感器不能扫描到物体，从而提高了测量的精度。

在上一实施例的基础上，还包括设置于支撑连杆1和标记连杆2的连接处的连接支架5。

考虑到支撑连杆1和标记连杆2的牢固性，本实施例中增加了连接支架5，通过连接支架5可以方便将二者固定，需要说明的是，作为优选地实施方式，连接支架5可以为可拆卸连接方式，由于现有技术中有大量的可拆卸连接方式，因此连接支撑5的具体结构本文不再赘述。

作为优选地实施方式，连接支架5具体为可滑动支架，支撑连杆1上具体设置有滑轨，用于标记连杆2沿支撑连杆1滑动。

考虑到工作台有大小之分，为了便于固定该装置，需要灵活的改变支撑连杆1的长度，而标记连杆2又需要与工作台的中心对齐，因此，本实施例中，将支撑连杆1设置的较长，能够适用于多数工作台的尺寸，而标记连杆2可以在支撑连杆1上任意滑动，从而实现与工作台中心对齐的目的。通过可滑动支架使得辅助标记装置更加灵活，便于调整。

在上一实施例的基础上，还包括设置于支撑连杆1上的固定支架6，用于将支撑连杆1固定于工作台上。

如图1所示，在支撑连杆1上安装有固定支架，使得支撑连杆1能够固定在工作台上，能够最大程度的保证在测试过程中，整个辅助标记装置不会移动。

作为优选地实施方式，固定支架6具体设置于支撑连杆1的末端。可以理解的是，由于支撑连杆1的另一端需要与标记连杆2连接，因此，如果固定支架6安装在支撑连杆1靠近标记连杆2的那端时，不便于安装操作。作为优选地实施方式，固定支架6具体为固定连接于支撑连杆1上的固定片，固定片上设置有螺纹孔以通过螺栓与工作台上的螺纹孔连接。在具体实施中，工作台上有大量的定位孔，利用这些定位孔可以将固定片与其固定。

在上一实施例的基础上，还包括用于计算机4和激光测距传感器3通信连接的无线通信模块7。

为了减小辅助标记装置的连接线束，本实施例中，通过无线通信模块7进行计算机4和激光测距传感器3之间的通信。可以理解的是，无线通信模块7在现有技术中已经有非常成熟的应用及结构，因此，对于无线通信模块7的具体实现本实用新型不再赘述。

以上对本实用新型所提供的设备之间配合误差的辅助标记装置进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种设备之间配合误差的辅助标记装置，其特征在于，包括设置于工作台且水平方向上相互垂直的支撑连杆和标记连杆，激光测距传感器，与所述激光测距传感器连接的计算机，用于接收所述激光测距传感器返回的测试数据以确定机械手与所述工作台之间的配合误差，其中，在测量过程中，所述激光测距传感器设置于机械手处，所述标记连杆与所述工作台的中心对齐，所述标记连杆的末端处于所述激光测距传感器的扫描范围内。

2.根据权利要求1所述的设备之间配合误差的辅助标记装置，其特征在于，还包括设置于所述支撑连杆和所述标记连杆的连接处的连接支架。

3.根据权利要求2所述的设备之间配合误差的辅助标记装置，其特征在于，所述连接支架具体为可滑动支架，所述支撑连杆上具体设置有滑轨，用于所述标记连杆沿所述支撑连杆滑动。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的设备之间配合误差的辅助标记装置，其特征在于，还包括设置于所述支撑连杆上的固定支架，用于将所述支撑连杆固定于所述工作台上。

5.根据权利要求4所述的设备之间配合误差的辅助标记装置，其特征在于，所述固定支架具体设置于所述支撑连杆的末端。

6.根据权利要求4所述的设备之间配合误差的辅助标记装置，其特征在于，所述固定支架具体为固定连接于所述支撑连杆上的固定片，所述固定片上设置有螺纹孔以通过螺栓与所述工作台上的螺纹孔连接。

7.根据权利要求1所述的设备之间配合误差的辅助标记装置，其特征在于，所述支撑连杆上设置有刻痕标记。

8.根据权利要求1所述的设备之间配合误差的辅助标记装置，其特征在于，还包括用于所述计算机和所述激光测距传感器通信连接的无线通信模块。

9.根据权利要求1所述的设备之间配合误差的辅助标记装置，其特征在于，所述标记连杆为空心且壁厚均相同。

10.根据权利要求1所述的设备之间配合误差的辅助标记装置，其特征在于，还包括与所述计算机连接的指示灯，用于在所述计算机确定出所述配合误差在误差允许范围内时点亮。