自动晶片定心方法和设备技术

一种衬底输送设备包括：输送室；驱动区段；机器人臂，其在远端处具有被构造成支撑衬底的端部执行器并连接到驱动区段，从而产生沿径向方向使臂延伸和缩回的至少臂运动；成像系统，其具有相机，该相机安装在预定位置中以使机器人臂的至少部分成像；以及控制器，其连接到成像系统以便使移动到预定可重复位置的臂成像，该控制器实现对紧邻可重复位置的机器人臂的第一图像的捕获，这与驱动轴线的编码器数据脱钩，其中，控制器根据第一图像与校准图像的比较来计算机器人臂的位置差异、以及根据该位置差异来确定改变机器人臂的延伸位置的运动补偿因子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自动晶片定心方法和设备相关申请的交叉引用本申请是在2018年1月30日提交的美国临时专利申请号62/623,843的非临时申请并且要求其权益，所述专利申请的公开内容通过引用整体地并入本文中。
示例性实施例总体上涉及衬底处理设备，且更特别地涉及衬底输送设备。
技术介绍
转移室内的衬底输送机器人使衬底在执行不同操作（诸如，蚀刻、涂布等）的不同工艺模块当中移动。例如，由半导体装置制造商和材料生产商使用的生产过程常常需要在衬底处理装备中精确定位衬底。衬底的准确放置可受到各种因素的阻碍，诸如例如热效应。例如，衬底输送机器人的热膨胀和收缩可经由例如机器人部件的热膨胀或收缩来使衬底的位置从期望位置移位。不考虑影响输送机器人的这些各种因素的处理系统可充斥着衬底的不准确放置。已利用了若干种方法和设备来为衬底和衬底输送机器人的各种部件提供位置补偿。在一种方法中，光学传感器安置在例如转移室中。当输送机器人或衬底经过光学传感器时，系统可以使用例如输送机器人的马达上的编码器数据来确定衬底相对于输送机器人的端部执行器的位置。基于检测到的位置，系统可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种衬底输送设备，其包括：/n输送室，其具有布置成用于与衬底台模块连通的衬底输送开口；/n驱动区段，其连接到所述输送室并具有限定至少一个独立驱动轴线的马达；/n机器人臂，其安装在所述输送室内部并在所述机器人臂的远端处具有被构造成将衬底支撑在其上的端部执行器，所述机器人臂可操作地连接到所述驱动区段，从而关于所述至少一个独立驱动轴线产生沿径向方向使所述机器人臂延伸和缩回的至少臂运动并使所述端部执行器沿所述径向方向从缩回位置移动到延伸位置；/n成像系统，其具有相机，所述相机相对于所述输送室安装在预定位置中并且安置成以便使所述机器人臂的至少部分成像；以及/n控制器，其可通信地连接到所述成像系统并且...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180130 US 62/623843;20190125 US 16/2575951.一种衬底输送设备，其包括：
输送室，其具有布置成用于与衬底台模块连通的衬底输送开口；
驱动区段，其连接到所述输送室并具有限定至少一个独立驱动轴线的马达；
机器人臂，其安装在所述输送室内部并在所述机器人臂的远端处具有被构造成将衬底支撑在其上的端部执行器，所述机器人臂可操作地连接到所述驱动区段，从而关于所述至少一个独立驱动轴线产生沿径向方向使所述机器人臂延伸和缩回的至少臂运动并使所述端部执行器沿所述径向方向从缩回位置移动到延伸位置；
成像系统，其具有相机，所述相机相对于所述输送室安装在预定位置中并且安置成以便使所述机器人臂的至少部分成像；以及
控制器，其可通信地连接到所述成像系统并且被构造成利用所述相机使所述机器人臂的所述至少部分成像，所述机器人臂移动到或处于由所述至少一个独立驱动轴线限定的预定可重复位置中，所述控制器在紧邻或处于所述预定可重复位置中的所述机器人臂进行配准时实现对所述机器人臂的所述至少部分的第一图像的捕获，所述配准与所述至少一个驱动轴线的编码器数据脱钩，
其中，所述控制器被构造成：根据所述机器人臂的所述至少部分的所述第一图像与校准图像的比较来计算所述机器人臂的所述至少部分的位置差异；以及根据所述位置差异来确定改变所述机器人臂的延伸位置的运动补偿因子。


2.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其中，由所述控制器计算的所确定的运动补偿因子是独立于识别所述机器人臂的位置的所述编码器数据的控制器配准的。


3.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其中，由所述控制器根据所述机器人臂的所述至少部分的所述第一图像与校准图像的比较而计算出的所述位置差异包括沿所述径向方向的位置差异分量以及沿与所述径向方向以非零交叉角度而成角度的方向的另一个差异分量，并且所述运动补偿因子改变所述机器人臂沿所述径向方向和所述成角度的方向中的至少一者的延伸位置。


4.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其中，在所述第一图像中捕获的所述机器人臂的所述至少部分包括其上具有衬底的所述端部执行器，所述端部执行器与衬底一起在所述第一图像中成像，并且所述控制器相对于所述端部执行器的预定衬底保持位置确定衬底偏心率。


5.根据权利要求4所述的衬底输送设备，其中，所述控制器被编程以便确定在所述第一图像中成像的衬底的中心并且根据所述成像的衬底的确定的中心与在所述机器人臂的所述至少部分的校准图像中的预定衬底保持位置的比较来确定所述位置差异。


6.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其中，在所述第一图像中捕获的所述机器人臂的所述至少部分包括在所述第一图像中成像的机器人臂特征，所述机器人臂特征相对于所述端部执行器的预定衬底保持位置具有预定的基本上稳态尺寸。


7.根据权利要求6所述的衬底输送设备，其中，所述基本上稳态尺寸具有与所述径向方向对准的尺寸分量以及沿与所述径向方向以非零交叉角度而成角度的方向的另一个尺寸分量。


8.根据权利要求6所述的衬底输送设备，其中，所述控制器根据在所述第一图像中成像的所述机器人臂特征与在所述机器人臂的所述至少部分的所述校准图像中的所述机器人臂特征的校准图像的比较来确定由于所述机器人臂的热变化所引起的所述位置差异。


9.根据权利要求6所述的衬底输送设备，其中，在所述第一图像中捕获的所述机器人臂的所述至少部分包括在所述机器人臂的所述至少部分上具有标记增量分布的标记图案，所述标记增量分布在所述第一图像中成像，并且所述控制器根据在所述第一图像中成像的所述标记增量分布与标记校准分布的比较来确定由于所述机器人臂的热变化所引起的所述位置差异。


10.根据权利要求9所述的衬底输送设备，其中，所述标记图案沿所述径向方向以及与所述径向方向以非零交叉角度而成角度的方向具有平面分布。


11.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其中，根据设计信息生成所述校准图像，所述设计信息呈现有意地安置在相机视野中的所述机器人臂的所述至少部分的虚拟表示。


12.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其中，通过所述控制器利用所述相机实现对所述机器人臂的所述至少部分的所述校准图像的捕获，来生成所述校准图像，其中所述臂位置紧邻或处于所述预定可重复位置中。


13.根据权利要求1所述的衬底输送设备，其中，所述控制器被构造成利用所述相机使所述机器人臂的所述至少部分和/或所述机器人臂的至少不同部分成像，所述机器人臂移动到或处于由所述至少一个独立驱动轴线限定的不同的预定径向位置中，所述控制器实现对所述机器人臂的所述至少部分和/或所述机器人臂的至少所述不同部分的第二图像的捕获，所述机器人臂移动到或处于所述不同的预定径向位置中，并且
其中，所述控制器被构造成：根据所述第二图像与对应于所述不同的预定径向位置的所述机器人臂的所述至少部分和/或所述机器人臂的至少所述不同部分的另一个校准图像的比较来计算所述机器人臂的所述至少部分的另一个位置差异；以及根据所述另一个位置差异来确定另外的运动补偿距离，该另外的运动补偿距离与所述运动补偿距离组合以便限定改变所述机器人臂的延伸位置的总运动补偿。


14.根据权利要求13所述的衬底输送设备，其中，所述另外的运动补偿距离限定对所述运动补偿距离的校正因子，以确定改变所述机器人臂的延伸位置的所述总运动补偿。


15.一种衬底输送设备，其包括：
输送室，其具有布置成用于与衬底台模块连通的衬底输送开口；
驱动区段，其连接到所述输送室并具有限定至少一个独立驱动轴线的马达；
机器人臂，其安装在所述输送室内部并在所述机器人臂的远端处具有被构造成将衬底支撑在其上的端部执行器，所述机器人臂可操作地连接到所述驱动区段，从而关于所述至少一个独立驱动轴线产生沿径向方向使所述机器人臂延伸和缩回的至少臂运动并使所述端部执行器沿所述径向方向从缩回位置移动到延伸位置；
成像系统，其具有相机，所述相机相对于所述输送室安装在预定位置中并且安置成以便使所述机器人臂的至少部分成像；以及
控制器，其可通信地连接到所述成像系统并且被构造成利用所述相机使所述机器人臂的所述至少部分成像，所述机器人臂缩回到或处于由所述至少一个独立驱动轴线限定的预定可重复的缩回位置中，所述控制器在紧邻或处于所述预定可重复的缩回位置中的所述机器人臂缩回进行配准时实现对所述机器人臂的所述至少部分的第一图像的捕获，
其中，所述控制器被构造成：根据所述机器人臂的所述至少部分的所述第一图像与校准图像的比较来识别所述机器人臂的所述至少部分的位置差异；以及根据所述位置差异来确定改变所述机器人臂的延伸...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·克鲁皮舍夫，L·沙罗克，
申请(专利权)人：布鲁克斯自动化公司，
类型：发明
国别省市：美国;US