CN216528836U - 机械手臂的位置调整装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种机械手臂的位置调整装置，所述机械手臂的位置调整装置包括：第一承载治具，设置于一机械手臂上，所述第一承载治具上设置有第一传感器发射端和第二传感器发射端；第二承载治具，设置于一目标基座上，所述第二承载治具上设置有第一传感器接收端和第二传感器接收端，所述第一传感器接收端用于接收所述第一传感器发射端发出的信号，以确定所述第一承载治具与所述第二承载治具平行且对准，所述第二传感器接收端用于接收所述第二传感器发射端发出的信号，以测量所述第一承载治具与所述第二承载治具之间的距离。本实用新型的技术方案能够快速且准确的调整机械手臂的位置。

Description

机械手臂的位置调整装置

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种机械手臂的位置调整装置。

背景技术

在半导体制造过程中，机台使用机械手臂的频率很高。在机械手臂投入使用时，需要对其位置进行设定和调整。

其中，在调整机械手臂的位置时，根据操作人员的经验不同，使得即使采用同一份操作手法，对机械手臂的位置调整的结果也不同；并且，随着半导体技术的发展，为了实现更多的功能，机台内部设计的空间利用率越来越高，导致机台内部空间狭小，操作人员利用肉眼检查机械手臂位置的方式越来越困难。

因此，如何快速且准确的调整机械手臂的位置是目前亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种机械手臂的位置调整装置，能够快速且准确的调整机械手臂的位置。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种机械手臂的位置调整装置，包括：

第一承载治具，设置于一机械手臂上，所述第一承载治具上设置有第一传感器发射端和第二传感器发射端；

第二承载治具，设置于一目标基座上，所述第二承载治具上设置有第一传感器接收端和第二传感器接收端，所述第一传感器接收端用于接收所述第一传感器发射端发出的信号，以确定所述第一承载治具与所述第二承载治具平行且对准，所述第二传感器接收端用于接收所述第二传感器发射端发出的信号，以测量所述第一承载治具与所述第二承载治具之间的距离。

可选地，所述第一传感器发射端和所述第一传感器接收端均为光电传感器。

可选地，所述第一传感器发射端和所述第一传感器接收端的数量至少为三个，各个所述第一传感器发射端构成一平面，各个所述第一传感器接收端构成一平面，当各个所述第一传感器接收端接收对应的所述第一传感器发射端发出的信号后反馈的数值相等时，确定所述第一承载治具与所述第二承载治具平行且对准。

可选地，所述第二传感器发射端和所述第二传感器接收端均为电磁传感器。

可选地，所述第二传感器发射端和所述第二传感器接收端的数量至少为一个。

可选地，所述第一承载治具与所述第二承载治具平行且对准时，所述第一传感器发射端在所述第一承载治具上的位置与对应的所述第一传感器接收端在所述第二承载治具上的位置对准，所述第二传感器发射端在所述第一承载治具上的位置与所述第二传感器接收端在所述第二承载治具上的位置对准。

可选地，所述机械手臂用于移动晶圆至所述目标基座上，所述第一承载治具和所述第二承载治具与所述晶圆的直径相同。

可选地，所述机械手臂将所述晶圆移动至所述第一承载治具的与所述第二承载治具平行且对准时所在的位置后，所述机械手臂移动所述晶圆至所述目标基座的距离为所述第一承载治具与所述第二承载治具之间的距离加上所述第二承载治具的厚度。

可选地，所述第一传感器接收端与第一外部数字信号接收器连接，所述第二传感器接收端与第二外部数字信号接收器连接，以通过所述第一外部数字信号接收器和所述第二外部数字信号接收器读取所述第一传感器接收端和所述第二传感器接收端接收信号后反馈的值。

可选地，所述机械手臂上设置有至少三个夹持部件，以夹持所述第一承载治具；或者，所述机械手臂上设置有吸附部件，以吸附所述第一承载治具。

与现有技术相比，本实用新型的机械手臂的位置调整装置，通过采用设置于所述机械手臂上的第一承载治具，且所述第一承载治具上设置有第一传感器发射端和第二传感器发射端，以及采用设置于所述目标基座上的第二承载治具，且所述第二承载治具上设置有第一传感器接收端和第二传感器接收端，利用所述第一传感器接收端接收所述第一传感器发射端发出的信号来确定所述第一承载治具与所述第二承载治具平行且对准，以及利用所述第二传感器接收端接收所述第二传感器发射端发出的信号来测量所述第一承载治具与所述第二承载治具之间的距离，使得所述机械手臂的位置的调整过程和调整结果不依赖于操作人员的经验，且即使生产机台内部空间狭小，也能快速且准确的调整所述机械手臂的位置。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的机械手臂的俯视示意图；

图2是本实用新型一实施例的第一承载治具设置于机械手臂上的俯视示意图；

图3是本实用新型一实施例的第二承载治具的俯视示意图；

图4是本实用新型一实施例的机械手臂的位置调整装置的侧视示意图。

其中，附图1～图4的附图标记说明如下：

11-机械手臂；111-固定夹持部件；112-可移动夹持部件；12-第一承载治具；121-第一传感器发射端；122-第二传感器发射端；13-目标基座；14-第二承载治具；141-第一传感器接收端；142-第二传感器接收端。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、优点和特征更加清楚，以下对本实用新型提出的机械手臂的位置调整装置作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

本实用新型一实施例提供一种机械手臂的位置调整装置，包括：第一承载治具，设置于一机械手臂上，所述第一承载治具上设置有第一传感器发射端和第二传感器发射端；第二承载治具，设置于一目标基座上，所述第二承载治具上设置有第一传感器接收端和第二传感器接收端，所述第一传感器接收端用于接收所述第一传感器发射端发出的信号，以确定所述第一承载治具与所述第二承载治具平行且对准，所述第二传感器接收端用于接收所述第二传感器发射端发出的信号，以测量所述第一承载治具与所述第二承载治具之间的距离。

下面参阅图1～图4更为详细的介绍本实施例提供的机械手臂的位置调整装置。

所述第一承载治具12设置于一机械手臂11上，所述第一承载治具12上设置有第一传感器发射端121和第二传感器发射端122。

参阅图1，所述机械手臂11为叉形结构，叉形结构包含两个叉臂，两个叉臂之间通过连接部连接。在其他实施例中，所述机械手臂11还可以为圆形面结构、不规则面结构等。

所述机械手臂11上可以设置有至少三个夹持部件，以夹持所述第一承载治具12；或者，所述机械手臂11的承载面上设置有吸附部件，以吸附所述第一承载治具12。在其他实施例中，所述机械手臂11也可以是其他结构，只要能够承载所述第一承载治具12即可。

在图1所示的实施例中，所述机械手臂11上设置有三个夹持部件，其中两个固定夹持部件111(例如定位销)分别设置于两个叉臂的端部，另一个可移动夹持部件112设置于两个叉臂的连接部；两个固定夹持部件111固定不动，在将所述第一承载治具12放置在所述机械手臂11上时，可移动夹持部件112向两个叉臂的端部方向移动，以将所述第一承载治具12抵在两个固定夹持部件111上，从而将所述第一承载治具12夹持住，如图2所示。

所述第二承载治具14设置于一目标基座13上，所述第二承载治具14上设置有第一传感器接收端141和第二传感器接收端142，所述第一传感器接收端141用于接收所述第一传感器发射端121发出的信号，以确定所述第一承载治具12与所述第二承载治具14平行且对准，所述第二传感器接收端142用于接收所述第二传感器发射端122发出的信号，以测量所述第一承载治具12与所述第二承载治具14之间的距离。

其中，所述第二承载治具14可以被夹持于或者吸附于所述目标基座13上。

所述第一传感器发射端121和所述第二传感器发射端122可以嵌入到所述第一承载治具12中或者设置于所述第一承载治具12的表面，所述第一传感器接收端141和所述第二传感器接收端142可以嵌入到所述第二承载治具14中或者设置于所述第二承载治具14的表面。

所述第一承载治具12和所述第二承载治具14的材质可以为塑料、金属、半导体材料等任何具有一定硬度的材料。

在半导体制造过程中，所述机械手臂11用于移动晶圆至所述目标基座13上，所述目标基座13位于生产机台中。优选的，所述第一承载治具12和所述第二承载治具14与所述晶圆的直径相同，所述第一承载治具12的厚度与所述晶圆的厚度相同，以使得采用所述第一承载治具12和所述第二承载治具14对所述机械手臂11位置的调整过程与实际生产过程中的所述机械手臂11移动所述晶圆至所述目标基座13上的过程和状态一致，使得对所述机械手臂11的位置调整结果更加准确。

所述第一传感器发射端121和所述第一传感器接收端141的数量至少为三个，各个所述第一传感器发射端121构成一平面(如图2所示)，各个所述第一传感器接收端141构成一平面(如图3所示)，各个所述第一传感器接收端141接收对应的所述第一传感器发射端121发出的信号后反馈的数值相等，说明各个所述第一传感器接收端141与对应的所述第一传感器发射端121之间的距离相等，则所述第一承载治具12与所述第二承载治具14平行且对准，那么，所述机械手臂11的承载面与目标基座13的承载面平行且对准。

优选的，所述第一传感器发射端121和所述第一传感器接收端141均为光电传感器，所述第一传感器发射端121向所述第一传感器接收端141发送光信号，所述第一传感器发射端121发射的光信号垂直于所述第一承载治具12，所述第一传感器接收端141接收信号后反馈的光强度数值相等时，确定第一承载治具12与第二承载治具14平行且对准。当生产机台内部的空间狭小时，所述机械手臂11与所述目标基座13之间的距离很近，若所述第一传感器发射端121和所述第一传感器接收端141均为光电传感器，则通过检测光信号能够提高检测的准确度，确保所述第一承载治具12与所述第二承载治具14平行且对准。

所述第二传感器发射端122和所述第二传感器接收端142的数量至少为一个。由于所述第一承载治具12与所述第二承载治具14平行且对准，且所述第二传感器发射端122发射的信号垂直于所述第一承载治具12，那么，采用所述第二传感器接收端142接收所述第二传感器发射端122发出的信号，即可测量获得所述第一承载治具12与所述第二承载治具14之间的距离。

优选的，所述第二传感器发射端122和所述第二传感器接收端142均为电磁传感器，利用电磁感应效应，所述第二传感器接收端142将接收到的电磁信号转换为距离数值。其中，当生产机台内部的空间狭小时，所述机械手臂11与所述目标基座13之间的距离很近，利用电磁感应效应测量距离，能够提高测量的准确度。

并且，所述第一承载治具12与所述第二承载治具14平行且对准时，优选的，所述第一传感器发射端121在所述第一承载治具12上的位置与对应的所述第一传感器接收端141在所述第二承载治具14上的位置对准，所述第二传感器发射端122在所述第一承载治具12上的位置与所述第二传感器接收端142在所述第二承载治具14上的位置对准，即所述第一传感器发射端121和所述第一传感器接收端141的连线垂直于所述第一承载治具12和所述第二承载治具14，所述第二传感器发射端122和所述第二传感器接收端142的连线垂直于所述第一承载治具12和所述第二承载治具14，使得接收到的光信号和电磁信号更强，获得的光强度数值和距离数值更加准确；并且，能够直接将获得的所述第二传感器发射端122与所述第二传感器接收端142之间的距离作为所述第一承载治具12与所述第二承载治具14之间的距离，无需进行换算。

在获得所述第一承载治具12与所述第二承载治具14之间的距离之后，将所述第一承载治具12与所述第二承载治具14之间的距离加上所述第二承载治具14的厚度即为所述机械手臂11移动所述第一承载治具12至所述目标基座13的承载面的距离。

并且，生产机台中的程序会记录所述第一承载治具12与所述第二承载治具14平行且对准时的所述第一承载治具12所在的位置以及所述第一承载治具12从所在的位置移动至所述目标基座13的承载面的距离；在生产过程中，所述机械手臂11先将所述晶圆从所述生产机台中的初始位置移动至所述程序记录的所述第一承载治具12的与所述第二承载治具14平行且对准时所在的位置，再根据所述程序记录的所述第一承载治具12从所在的位置移动至所述目标基座13的承载面的距离，将所述晶圆移动至所述目标基座13的承载面。

另外，所述第一传感器接收端141与第一外部数字信号接收器连接，所述第二传感器接收端142与第二外部数字信号接收器连接，以通过所述第一外部数字信号接收器和所述第二外部数字信号接收器读取所述第一传感器接收端141和所述第二传感器接收端142接收信号后反馈的值。其中，从所述第一外部数字信号接收器上读取光强度值，从所述第二外部数字信号接收器上读取所述第一承载治具12与所述第二承载治具14之间的距离值。

在半导体生产的过程中，为了将所述晶圆准确的移动到生产机台中的所述目标基座13上，需要对用于移动所述晶圆的所述机械手臂11的位置进行调整。根据生产工艺不同以及生产机台的不同，所述目标基座13在生产机台中会水平设置、倾斜设置或者垂直设置等，图4所示的为所述目标基座13在生产机台中水平设置的情况；因此，在对所述机械手臂11的位置进行调整时，先将所述机械手臂11进行移动以带动所述第一承载治具12移动(包含旋转)，使得所述第一承载治具12与所述第二承载治具14相对设置，所述第一传感器发射端121和所述第二传感器发射端122发出的信号能够分别对应被所述第一传感器接收端141和所述第二传感器接收端142接收到，再进一步的进行微调所述机械手臂11，使得各个所述第一传感器接收端141接收到的信号强度相等，进而使得所述第一承载治具12与所述第二承载治具14平行且对准，接着，再通过所述第二传感器接收端142接收所述第二传感器发射端122发出的信号，来测量所述第一承载治具12与所述第二承载治具14之间的距离，将所述第一承载治具12与所述第二承载治具14之间的距离加上所述第二承载治具14的厚度后，即可获得所述机械手臂11需要移动调整的与所述目标基座13之间的距离。

从上述对所述机械手臂的位置进行调整的过程可知，通过采用设置于所述机械手臂上的第一承载治具，且所述第一承载治具上设置有第一传感器发射端和第二传感器发射端，以及采用设置于所述目标基座上的第二承载治具，且所述第二承载治具上设置有第一传感器接收端和第二传感器接收端，利用所述第一传感器接收端接收所述第一传感器发射端发出的信号来确定所述第一承载治具与所述第二承载治具平行且对准，以及利用所述第二传感器接收端接收所述第二传感器发射端发出的信号来测量所述第一承载治具与所述第二承载治具之间的距离，使得所述机械手臂的位置的调整过程和调整结果不依赖于操作人员的经验，且即使生产机台内部空间狭小，也能快速且准确的调整所述机械手臂的位置。

另外，由于很多生产机台中都会使用所述机械手臂，通过采用所述机械手臂的位置调整装置对各个不同的生产机台上的所述机械手臂的位置进行调整时，只需将所述机械手臂的位置调整装置中的第一承载治具和第二承载治具对应安装在各个生产机台中的机械手臂和目标基座上，无需对生产机台本身进行改造，提高了所述机械手臂的位置调整装置的通用性，节省了成本。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种机械手臂的位置调整装置，其特征在于，包括：

第一承载治具，设置于一机械手臂上，所述第一承载治具上设置有第一传感器发射端和第二传感器发射端；

第二承载治具，设置于一目标基座上，所述第二承载治具上设置有第一传感器接收端和第二传感器接收端，所述第一传感器接收端用于接收所述第一传感器发射端发出的信号，以确定所述第一承载治具与所述第二承载治具平行且对准，所述第二传感器接收端用于接收所述第二传感器发射端发出的信号，以测量所述第一承载治具与所述第二承载治具之间的距离。

2.如权利要求1所述的机械手臂的位置调整装置，其特征在于，所述第一传感器发射端和所述第一传感器接收端均为光电传感器。

3.如权利要求1所述的机械手臂的位置调整装置，其特征在于，所述第一传感器发射端和所述第一传感器接收端的数量至少为三个，各个所述第一传感器发射端构成一平面，各个所述第一传感器接收端构成一平面，当各个所述第一传感器接收端接收对应的所述第一传感器发射端发出的信号后反馈的数值相等时，确定所述第一承载治具与所述第二承载治具平行且对准。

4.如权利要求1所述的机械手臂的位置调整装置，其特征在于，所述第二传感器发射端和所述第二传感器接收端均为电磁传感器。

5.如权利要求1所述的机械手臂的位置调整装置，其特征在于，所述第二传感器发射端和所述第二传感器接收端的数量至少为一个。

6.如权利要求1所述的机械手臂的位置调整装置，其特征在于，所述第一承载治具与所述第二承载治具平行且对准时，所述第一传感器发射端在所述第一承载治具上的位置与对应的所述第一传感器接收端在所述第二承载治具上的位置对准，所述第二传感器发射端在所述第一承载治具上的位置与所述第二传感器接收端在所述第二承载治具上的位置对准。

7.如权利要求1所述的机械手臂的位置调整装置，其特征在于，所述机械手臂用于移动晶圆至所述目标基座上，所述第一承载治具和所述第二承载治具与所述晶圆的直径相同。

8.如权利要求7所述的机械手臂的位置调整装置，其特征在于，所述机械手臂将所述晶圆移动至所述第一承载治具的与所述第二承载治具平行且对准时所在的位置后，所述机械手臂移动所述晶圆至所述目标基座的距离为所述第一承载治具与所述第二承载治具之间的距离加上所述第二承载治具的厚度。

9.如权利要求1所述的机械手臂的位置调整装置，其特征在于，所述第一传感器接收端与第一外部数字信号接收器连接，所述第二传感器接收端与第二外部数字信号接收器连接，以通过所述第一外部数字信号接收器和所述第二外部数字信号接收器读取所述第一传感器接收端和所述第二传感器接收端接收信号后反馈的值。

10.如权利要求1所述的机械手臂的位置调整装置，其特征在于，所述机械手臂上设置有至少三个夹持部件，以夹持所述第一承载治具；或者，所述机械手臂上设置有吸附部件，以吸附所述第一承载治具。

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