機械臂的定位方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種機械臂的定位方法及定位系統(tǒng)，屬于集成電路領(lǐng)域。該方法包括：發(fā)射器向目標(biāo)晶圓的方向發(fā)射至少兩條定位光線，以形成至少兩個定位點；根據(jù)所述至少兩個紅外定位點與在裝載所述晶圓的裝載盒上設(shè)置的水平參考物，定位所述機械臂的水平位置和垂直位置。機械臂的定位系統(tǒng)包括：發(fā)射器和水平參考物。本發(fā)明中，以水平參考物為基準(zhǔn)，通過不斷調(diào)整定位點與水平參考物的距離，客觀高效地實現(xiàn)了機械臂水平位置和垂直位置的精確定位。
【專利說明】機械臂的定位方法及系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于集成電路領(lǐng)域，具體地說，涉及一種機械臂的定位方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,300mm的娃片已經(jīng)取代200mm的娃片成為主流,每個裝載了硅片的容器重量由原來的約4公斤變成了約9公斤。因此，如果借助于人力來在各個制造模塊之間來進行輸送的話，會導(dǎo)致效率比較低，同時還可能導(dǎo)致人員被傷害的危險。而由于可以有效提高廠房利用率、縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，自動化物料輸送系統(tǒng)(AutomatedMaterialHandlingSystems,以下簡稱:AMHS)相對于人力化的物料輸送來說,成為在300mm娃片制造過程中各個制造模塊之間來進行輸送硅片的主要紐帶。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中自動化物料輸送系統(tǒng)主要包括:放置有盒式容器的存儲單元、機械臂，通過該機械臂來拾取或者卸載盒式容器，從而使得硅片在制造區(qū)域的各個制造模塊之間自動輸送。而在機械臂來拾取或者卸載盒式容器，如何保證機械臂的傳送位置，是影響自動輸送效率的關(guān)鍵原因之一。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，在確認(rèn)機械臂的傳送位置時，工程師主要利用氣泡式水平儀和直尺進行判斷。當(dāng)需要調(diào)整機械臂水平時，通常將氣泡式水平儀放置在機械臂上，通過肉眼判斷氣泡式水平儀中氣泡的左右位置進行校正。但是，這種方法依賴于工程師的肉眼，受限于工程師的主觀經(jīng)驗，存在一定的誤差，客觀性較差。而當(dāng)需要調(diào)整機械臂的垂直高度時，通常采用直尺直接進行量 測，量測過程由于受到操作空間等因素的影響，往往需要花費較多的時間，無法實現(xiàn)機械臂的快速定位，效率較低。
[0005]綜上，現(xiàn)有技術(shù)中機械臂的定位方法，在定位機械臂的水平位置時，由于依賴于工程師的主觀經(jīng)驗，客觀性較差。另外，由于在定位機械臂的垂直位置時，直尺量測過程中的操作空間有限，效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種，用以部分或全部克服、部分或全部解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述技術(shù)問題。
[0007]為了部分或全部克服、部分或全部解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種一種機械臂的定位方法，其包括:
[0008]發(fā)射器向目標(biāo)晶圓的方向發(fā)射至少兩條定位光線，以形成至少兩個紅外定位點；
[0009]根據(jù)所述至少兩個紅外定位點與在裝載所述晶圓的裝載盒上設(shè)置的水平參考物，定位所述機械臂的水平位置和垂直位置。
[0010]優(yōu)選地，在本發(fā)明的一實施例中，所述發(fā)射器內(nèi)嵌與機械臂抓手直接相連的一運動部件中，傳輸定位光線的光纖內(nèi)嵌在機械臂抓手中。
[0011]優(yōu)選地，在本發(fā)明的一實施例中，所述發(fā)射器的發(fā)射點設(shè)置在所述機械臂面向所述目標(biāo)晶圓的端面上。[0012]優(yōu)選地，在本發(fā)明的一實施例中，根據(jù)所述至少兩個紅外定位點與在裝載所述晶圓的裝載盒上設(shè)置的水平參考物，定位所述機械臂的水平位置和垂直位置包括:
[0013]以所述水平參考物為基準(zhǔn)，比較所述至少兩個紅外定位點之間的相對水平位置，定位所述機械臂的水平位置；
[0014]比較所述至少兩個紅外定位點與所述參考物之間的相對垂直位置，定位所述機械
臂的垂直位置。
[0015]優(yōu)選地，在本發(fā)明的一實施例中，所述方法還可以包括:根據(jù)放置所述晶圓的相鄰狹槽空位和所述晶圓的厚度設(shè)置所述水平參考物于所述裝載盒上。
[0016]優(yōu)選地，在本發(fā)明的一實施例中，定位所述機械臂的水平位置和垂直位置時，通過連接機械臂另外上下相鄰兩個運動部件的調(diào)節(jié)螺絲來調(diào)整。
[0017]優(yōu)選地，在本發(fā)明的一實施例中，所述方法還可以包括:根據(jù)所述裝載盒中相鄰水平參考物與上下所述相鄰狹槽空位的垂直高度，設(shè)置所述水平參考點。
[0018]優(yōu)選地，在本發(fā)明的一實施例中，所述水平參考物為水平參考線或者水平參考點。
[0019]為了部分或全部克服、部分或全部解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種機械臂的定位系統(tǒng)，其包括:
[0020]發(fā)射器，用于向目標(biāo)晶圓的方向發(fā)射至少兩條定位光線，以形成至少兩個紅外定位點；
[0021]水平參考物，設(shè)置在所述在裝載所述晶圓的裝載盒上，用于根據(jù)所述至少兩個紅外定位點與在裝載所述晶圓的裝載盒上設(shè)置的水平參考物，定位所述機械臂的水平位置和
垂直位置。
[0022]為了部分或全部克服、部分或全部解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種晶圓輸送系統(tǒng)，其包括:
[0023]裝載盒，用于裝載晶圓，所述裝載盒上設(shè)置有水平參考物；
[0024]機械臂，用于取放所述裝載盒中的晶圓；
[0025]發(fā)射器，用于向被抓放的晶圓的方向發(fā)射至少兩條定位光線，以形成至少兩個紅外定位點，根據(jù)所述至少兩個紅外定位點與所述水平參考物，定位所述機械臂的水平位置和垂直位置。
[0026]與現(xiàn)有的方案相比，本發(fā)明中，以水平參考物為基準(zhǔn)，通過不斷調(diào)整定位點與水平參考物的距離，客觀高效地實現(xiàn)了機械臂水平位置和垂直位置的精確定位。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1所示為本發(fā)明實施例一中機械臂的定位方法流程圖；
[0028]圖2為水平參考線的一具體設(shè)置示意圖；
[0029]圖3為本發(fā)明實施例一中發(fā)射器的發(fā)射點設(shè)置示意圖之一；
[0030]圖4為本發(fā)明實施例一中發(fā)射器的設(shè)置示意圖之二 ；
[0031]圖5為本發(fā)明實施例一中機械臂的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖6為本發(fā)明實施例一種發(fā)射器在圖4機械臂中的安裝示意圖；
[0033]圖7所示為本發(fā)明實施例一中步驟102的具體流程示意圖；
[0034]圖8為本實施例中調(diào)節(jié)螺絲在機械臂中的安裝示意圖；[0035]圖9為本實施例中調(diào)節(jié)螺絲的平面示意圖；
[0036]圖10為本實施例中機械臂調(diào)整前的水平位置的一簡要示意圖；
[0037]圖11為本實施例中機械臂調(diào)整前的水平位置的另一簡要示意圖；
[0038]圖12為對圖10中機械臂調(diào)整后的水平位置的一簡要示意圖；
[0039]圖13為本實施例中機械臂調(diào)整后的水平位置的另一簡要示意圖。
[0040]圖14為本實施例中機械臂調(diào)整后的垂直位置的簡要示意圖。
【具體實施方式】
[0041]以下將配合圖式及實施例來詳細說明本發(fā)明的實施方式，藉此對本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題并達成技術(shù)功效的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。
[0042]本發(fā)明的下述實施例中，本發(fā)明中，以水平參考物為基準(zhǔn)，通過不斷調(diào)整定位點與水平參考物的距離，客觀高效地實現(xiàn)了機械臂水平位置和垂直位置的精確定位。
[0043]圖1所示為本發(fā)明實施例一中機械臂的定位方法流程圖，如圖1所示，其可以包括:
[0044]步驟101、發(fā)射器向目標(biāo)晶圓的方向發(fā)射至少兩條定位光線，以形成至少兩個紅外定位點；
[0045]優(yōu)選地，在本實施例中，所述發(fā)射器的發(fā)射點可以設(shè)置在所述機械臂面向所述目標(biāo)晶圓的端面上。需要說明的時，發(fā)射器也不局限于這種設(shè)置方式，在本實施例的啟發(fā)下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動，也可以想到其他替代方式，只要可以形成至少兩個紅外定位點即可。比如，也可以直接設(shè)置在機械臂的內(nèi)腔某位置處。
[0046]需要說明的時，這里的具體數(shù)據(jù)只是為了便于理解本申請進行的舉例，并不表示一定要嚴(yán)格按照上述具體數(shù)據(jù)進行水平參考線的位置設(shè)置。由于工藝不同、裝載盒和機械臂的規(guī)格不同，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以在本實施的啟發(fā)下，無須創(chuàng)造性勞動，可以靈活進行設(shè)置。具體內(nèi)容，在此不再贅述。
[0047]步驟102、根據(jù)所述至少兩個紅外定位點與在裝載所述晶圓的裝載盒上設(shè)置的水平參考物，定位所述機械臂的水平位置和垂直位置。
[0048]優(yōu)選地，步驟102中的水平參考物為水平參考線，該水平參考線可以直接刻在裝載盒上。為了應(yīng)對不同可能的情況，在定位好水平參考線的設(shè)置位置后，也可以在該位置粘貼一有較為醒目顏色的標(biāo)識條。而當(dāng)需要調(diào)整水平參考線的位置時，只需要撕下該粘貼的標(biāo)識條即可。
[0049]在本實施例中，在局具體高度設(shè)置時，可以根據(jù)所述裝載盒中相鄰水平參考物與上下所述相鄰狹槽空位的垂直高度，設(shè)置水平參考線的高度。
[0050]圖2為水平參考線的一具體設(shè)置示意圖，如圖2所示，以晶圓裝載盒201中放置晶圓相鄰狹槽空位Slot202之間的距離為10mm，其中晶圓203厚度為Imm為例。由于機械臂傳送時，其位置需要定位到位于相鄰晶圓的中間偏上位置。比如，可以需要將水平參考線204的位置設(shè)置在與對應(yīng)狹槽空位Slot202上部晶圓位置203相差4mm，與下部晶圓203位置的位置相差5mm。
[0051]圖3為本發(fā)明實施例一中發(fā)射器的發(fā)射點設(shè)置示意圖之一，圖4為本發(fā)明實施例一中發(fā)射器的設(shè)置示意圖之二。如圖3、圖4所示，假如機械臂有兩個抓手，而機械臂302前端302A的厚度為4mm左右，晶圓的厚度為Imm左右。由于機械臂傳送時,其位置需要定位到位于相鄰晶圓的中間偏上位置，而水平參考線的位置設(shè)置與上部晶圓303相差4mm，與下部晶圓303相差5mm，水平參考線的設(shè)置可參見上述圖2相關(guān)部分記載。因此，需要將該發(fā)射器301發(fā)射點S定位于機械臂前端302A的正中間，這樣在定位機械臂的位置時，可以保證定位光線光束離上部晶圓303相差4mm,與下部晶圓303相差5mm。
[0052]圖3中的發(fā)射器可以是紅外發(fā)射器。需要說明的是，發(fā)射器也可以為其他類型光線的發(fā)射器，本申請并不做特別限定。
[0053]圖5為本發(fā)明實施例一中機械臂的結(jié)構(gòu)不意圖，圖6為本發(fā)明實施例一種發(fā)射器在圖4機械臂中的安裝示意圖。如圖5所示，機械臂包括基座501、第一運動部件502、第二運動部件503、第三運動部件504和抓手505。這里有關(guān)這些部件如何進行協(xié)調(diào)動作，實現(xiàn)機械臂功能的，本發(fā)明【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員可以參照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識，在此不再贅述。如圖6所示，說明發(fā)射器及其發(fā)射點的位置示意圖。如圖6所示，將發(fā)射器及其開關(guān)控制器600安裝于第三運動部件504的內(nèi)腔中，同時，將傳輸定位光線的光纖601嵌入機械手臂抓手505中，剛好通過發(fā)射點S發(fā)射光線，如此，在使用過程中不會影響正常的作業(yè)。
[0054]圖7所示為本發(fā)明實施例一中步驟102的具體流程示意圖,如圖7所示,其可以包括:
[0055]步驟112、以所述水平參考物為基準(zhǔn)，比較所述至少兩個紅外定位點之間的相對水平位置，定位所述機械臂的水平位置；
[0056]步驟122、比較所述至少兩個紅外定位點與所述參考物之間的相對垂直位置，定位所述機械臂的垂直位置。
[0057]優(yōu)選地，本實施例中，定位所述機械臂的水平位置和垂直位置時，通過連接機械臂上下相鄰兩個運動部件的調(diào)節(jié)螺絲來調(diào)整。需要說明的是，通過調(diào)節(jié)螺絲并不是調(diào)整機械臂位置的唯一手段，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在本實施例的啟發(fā)下，無須創(chuàng)造性勞動，可以想到其他可替代方式，比如機械手臂基座的水平、機械手臂導(dǎo)軌的水平或者其他組件來實現(xiàn)。
[0058]圖8為本實施例中調(diào)節(jié)螺絲在機械臂中的安裝示意圖。圖9為本實施例中調(diào)節(jié)螺絲的平面示意圖，如圖8和圖9所示,第一運動部件502、第二運動部件503相互之間通過固定螺絲801相連，以有三個固定螺絲801為例，而在相鄰兩個固定螺絲801之間分別設(shè)置有一調(diào)節(jié)螺絲802。當(dāng)需要調(diào)整機械臂的位置時，松開固定螺絲801，之后逐一調(diào)整調(diào)節(jié)螺絲802在第一運動部件502的嚙合深度。當(dāng)調(diào)整完畢之后，上緊固定螺絲801。
[0059]圖10為本實施例中機械臂調(diào)整前的水平位置的一簡要示意圖。如圖10所示，通過比較兩個紅外定位點901發(fā)現(xiàn)，兩個紅外定位點901分列于水平參考線902的兩側(cè)，表明機械臂的位置處于非水平狀態(tài)。圖11為本實施例中機械臂調(diào)整前的水平位置的另一簡要示意圖。兩個紅外定位點901同樣分列于水平參考線902的兩側(cè)，表明機械臂的位置處于非水平狀態(tài)。
[0060]圖12為對圖10中機械臂調(diào)整后的水平位置的一簡要示意圖。通過圖7中調(diào)節(jié)螺絲和固定螺絲的協(xié)同作業(yè)，兩個紅外定位點901分列于水平參考線的上側(cè)同樣的位置，表明機械臂的位置處于水平狀態(tài)。圖13為本實施例中機械臂調(diào)整后的水平位置的另一簡要示意圖。兩個紅外定位點901分列于水平參考線902的下側(cè)同樣的位置，表明機械臂的位置處于水平狀態(tài)。但是，從圖中觀察發(fā)現(xiàn)，兩個紅外定位點901分列于水平參考線902的上側(cè)或下側(cè)同樣的位置，表明機械臂的垂直位置不符合要求，無法準(zhǔn)確存放晶圓。
[0061]圖14為本實施例中機械臂調(diào)整后的垂直位置的簡要示意圖。再次通過圖8中調(diào)節(jié)螺絲和固定螺絲的協(xié)同作業(yè)，對圖10和11中的機械臂位置進行調(diào)整，使兩個紅外定位點901與水平參考線的平齊，完成機械臂的垂直位置的定位，保證準(zhǔn)確存放晶圓。
[0062]需要說明的是，在上述實施例中，雖然以水平參考線對本發(fā)明的技術(shù)方案做了說明。但是，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，水平參考線只是實現(xiàn)定位的一種手段，而非唯一手段。比如，在其他實施例中，也可以通過水平參考點來實現(xiàn)。該水平參考點與光線發(fā)射點的數(shù)量完全對應(yīng)。在調(diào)整時，通過固定螺絲和調(diào)節(jié)螺絲，是紅外定位點與對應(yīng)的水平參考點完全重合，即可同時實現(xiàn)機械臂水平位置和垂直位置的一次性定位。
[0063]另外，上述實施例中的紅外定位點的數(shù)量并不局限于具體的數(shù)量，為了提高定位的準(zhǔn)確度和定位的效率，也可以設(shè)置多個，在此不再贅述。
[0064]上述發(fā)射器、水平參考物可以形成本發(fā)明一實施例中機械臂的定位系統(tǒng)，具體內(nèi)容在此不再贅述。
[0065]裝載盒、機械臂、發(fā)射器也可以形成本發(fā)明另外一實施例中的晶圓輸送系統(tǒng)，具體內(nèi)容在此不再贅述。
[0066]上述說明示出并描述了本發(fā)明的若干優(yōu)選實施例，但如前所述，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述發(fā)明構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識進行改動。而本領(lǐng)域人員所進行的改動和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種機械臂的定位方法，其特征在于，包括: 發(fā)射器向目標(biāo)晶圓的方向發(fā)射至少兩條定位光線，以形成至少兩個紅外定位點； 根據(jù)所述至少兩個紅外定位點與在裝載所述晶圓的裝載盒上設(shè)置的水平參考物，定位所述機械臂的水平位置和垂直位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述發(fā)射器內(nèi)嵌與機械臂抓手直接相連的一運動部件中，傳輸定位光線的光纖內(nèi)嵌在機械臂抓手中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述發(fā)射器的發(fā)射點設(shè)置在所述機械臂面向所述目標(biāo)晶圓的端面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述至少兩個紅外定位點與在裝載所述晶圓的裝載盒上設(shè)置的水平參考物，定位所述機械臂的水平位置和垂直位置包括: 以所述水平參考物為基準(zhǔn)，比較所述至少兩個紅外定位點之間的相對水平位置，定位所述機械臂的水平位置； 比較所述至少兩個紅外定位點與所述參考物之間的相對垂直位置，定位所述機械臂的垂直位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括:根據(jù)放置所述晶圓的相鄰狹槽空位和所述晶圓的厚度設(shè)置所述水平參考物于所述裝載盒上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，定位所述機械臂的水平位置和垂直位置時，通過連接機械臂另外上下相鄰兩個運動部件的調(diào)節(jié)螺絲來調(diào)整。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括:根據(jù)所述裝載盒中相鄰水平參考物與上下所述相鄰狹槽空位的垂直高度，設(shè)置所述水平參考點。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任意所述的方法，其特征在于，所述水平參考物為水平參考線或者水平參考點。
9.一種機械臂的定位系統(tǒng),其特征在于,包括: 發(fā)射器，用于向目標(biāo)晶圓的方向發(fā)射至少兩條定位光線，以形成至少兩個紅外定位占.水平參考物，設(shè)置在所述在裝載所述晶圓的裝載盒上，用于根據(jù)所述至少兩個紅外定位點與在裝載所述晶圓的裝載盒上設(shè)置的水平參考物，定位所述機械臂的水平位置和垂直位置。
10.一種晶圓輸送系統(tǒng)，其特征在于，包括: 裝載盒，用于裝載晶圓，所述裝載盒上設(shè)置有水平參考物； 機械臂，用于取放所述裝載盒中的晶圓； 發(fā)射器，用于向被抓放的晶圓的方向發(fā)射至少兩條定位光線，以形成至少兩個紅外定位點，根據(jù)所述至少兩個紅外定位點與所述水平參考物，定位所述機械臂的水平位置和垂直位置。
【文檔編號】H01L21/677GK103545235SQ201310525011
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】顧海龍, 裴雷洪, 張旭升 申請人:上海華力微電子有限公司