一种非接触式机械手吸附力的调节系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种非接触式机械手吸附力的调节系统及方法，涉及半导体制造技术领域，调节系统包括末端执行器、在位传感器、距离传感器、压力传感器、气体流量控制阀、流量控制器和控制器，凸台的外周面设置有多个气流喷嘴，末端执行器的内部形成有连通进气口和气流喷嘴的流道；在位传感器，设置于末端执行器，在位传感器用于检测晶圆是否在末端执行器的预设区域内。通过在位传感器和距离传感器反馈的信号，再结合压力传感器检测的实时压力值，经过控制器进行PID运算，并将运算输出值发送给流量控制器，流量控制器根据运算输出值对气体流量控制阀进行控制，实现了压力的自动调节，从而达到精确控制吸附力大小的目的，确保产生的吸附力大小均衡。吸附力大小均衡。吸附力大小均衡。

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式机械手吸附力的调节系统及方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种非接触式机械手吸附力的调节系统及方法。

技术介绍

[0002]在半导体的生产中，因半导体产品繁多，工艺制程复杂，不同厂家晶圆的厚度和规格有很大的不同，再加上有些晶圆非常轻薄，这就要求末端执行器与晶圆的接触面积尽可能小，以避免缺陷和曝光等问题。
[0003]在机械手末端执行器应用过程中，机械手末端执行器与晶圆之间的吸附力非常重要，吸附力不够，在传输过程中，晶圆位置会产生偏移，导致传输失败，而吸附力过大，可能会使晶圆产生变形或损坏，影响生产质量和效率，特别对于轻薄晶圆，接触式吸附方式很难高质量完成传送。
[0004]在机械手末端执行器上搬运晶圆的方法通常有两种，一种是利用摩擦力接触式吸附方式，另一种是利用真空负压吸附方式，两者均为接触式搬运方法，接触式搬运方法存在吸附力无法精确控制会对晶圆产生损坏的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种非接触式机械手吸附力的调节系统，用以解决现有技术存在吸附力无法精确控制会对晶圆产生损坏的问题。
[0006]本专利技术提供一种非接触式机械手吸附力的调节系统，包括：
[0007]末端执行器，所述末端执行器的第一端形成有进气口，所述机械手的中部形成有气流引导槽，所述气流引导槽的底部形成有凸台，所述凸台的外周面间隔设置有多个气流喷嘴，所述末端执行器的内部形成有连通所述进气口和所述气流喷嘴的流道；
[0008]在位传感器，设置于所述末端执行器，所述在位传感器用于检测晶圆是否在所述末端执行器的预设区域内；
[0009]距离传感器，设置于所述末端执行器，所述距离传感器用于检测晶圆与所述末端执行器之间的实时距离；
[0010]压力传感器，设置于所述进气口，所述压力传感器用于检测所述进气口的实时压力值；
[0011]气体流量控制阀，设置于所述进气口；
[0012]流量控制器，与所述气体流量控制阀电连接；
[0013]控制器，分别与所述在位传感器、所述距离传感器、所述压力传感器、所述流量控制器电连接。
[0014]根据本专利技术实施例提供的一种非接触式机械手吸附力的调节系统，所述凸台呈圆柱体，多个所述气流喷嘴等距间隔布置于所述凸台的外周面。
[0015]根据本专利技术实施例提供的一种非接触式机械手吸附力的调节系统，所述气流引导
槽在所述末端执行器的上表面形成圆形的出气口，所述出气口的边缘形成向上凸起的气流引导部。
[0016]根据本专利技术实施例提供的一种非接触式机械手吸附力的调节系统，所述气流引导部的横截面呈半圆形。
[0017]根据本专利技术实施例提供的一种非接触式机械手吸附力的调节系统，所述在位传感器和所述距离传感器分别设置于所述末端执行器的第二端。
[0018]根据本专利技术实施例提供的一种非接触式机械手吸附力的调节系统，所述气流喷嘴的进气端口的宽度大于所述气流喷嘴的出气端口的宽度。
[0019]根据本专利技术实施例提供的一种非接触式机械手吸附力的调节系统，所述气流引导槽的底面为向下凹陷的曲面。
[0020]本专利技术还提供一种非接触式机械手吸附力的调节方法，包括以下步骤：
[0021]步骤S100，采集在位信号、多个实时距离和多个实时压力值；
[0022]步骤S200，计算多个实时距离的距离平均值Dav和多个实时压力值的压力平均值Pav；
[0023]步骤S300，确定所述压力平均值Pav在预设范围内，判断晶圆是否在末端执行器的预设区域内；
[0024]步骤S400，确定晶圆在所述预设区域内，计算所述距离平均值Dav与所述预设距离Dr之差的绝对值，得到距离偏差值Dd；
[0025]步骤S500，若所述距离偏差值Dd大于或等于预设偏差值Dra，则执行快速压力调节；否则执行慢速压力调节。
[0026]根据本专利技术实施例提供的一种非接触式机械手吸附力的调节方法，在执行所述步骤S200之后还执行以下步骤：
[0027]确定所述压力平均值Pav不在所述预设范围内，则输出报警信号。
[0028]根据本专利技术实施例提供的一种非接触式机械手吸附力的调节方法，在执行所述步骤S300之后还执行以下步骤：
[0029]确定晶圆不在所述预设区域内，则返回执行所述步骤S100。
[0030]本专利技术实施例提供的非接触式机械手吸附力的调节系统，通过气流喷嘴向不同方向喷出压缩空气，喷出的高速压缩空气，在末端执行器的表面形成负压区域，使得晶圆无接触吸附在末端执行器的表面，气流引导槽可使得气流均匀分布，使得晶圆受到的吸附力更均衡，提高了晶圆运输过程中的稳定性。通过在位传感器和距离传感器反馈的信号，再结合压力传感器检测的实时压力值，经过控制器进行PID运算，并将运算输出值发送给流量控制器，流量控制器根据运算输出值对气体流量控制阀进行控制，实现了压力的自动调节，从而达到精确控制吸附力大小的目的，确保产生的吸附力大小均衡。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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。
[0032]图1是本专利技术实施例提供的非接触式机械手吸附力的调节系统的俯视结构示意图；
[0033]图2是本专利技术实施例提供的非接触式机械手吸附力的调节系统的局部剖面结构示意图；
[0034]图3是本专利技术实施例提供的控制器与其余模块的连接关系示意图；
[0035]图4是本专利技术实施例提供的非接触式机械手吸附力的调节方法的流程图。
[0036]附图标记：
[0037]110、末端执行器；111、进气口；112、气流引导槽；113、气流喷嘴；114、流道；115、凸台；116、气流引导部；120、在位传感器；130、距离传感器；140、压力传感器；150、气体流量控制阀；160、流量控制器；170、控制器。
具体实施方式
[0038]下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。
[0039]在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0040]在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非接触式机械手吸附力的调节系统，其特征在于，包括：末端执行器，所述末端执行器的第一端形成有进气口，所述机械手的中部形成有气流引导槽，所述气流引导槽的底部形成有凸台，所述凸台的外周面间隔设置有多个气流喷嘴，所述末端执行器的内部形成有连通所述进气口和所述气流喷嘴的流道；在位传感器，设置于所述末端执行器，所述在位传感器用于检测晶圆是否在所述末端执行器的预设区域内；距离传感器，设置于所述末端执行器，所述距离传感器用于检测晶圆与所述末端执行器之间的实时距离；压力传感器，设置于所述进气口，所述压力传感器用于检测所述进气口的实时压力值；气体流量控制阀，设置于所述进气口；流量控制器，与所述气体流量控制阀电连接；控制器，分别与所述在位传感器、所述距离传感器、所述压力传感器、所述流量控制器电连接。2.根据权利要求1所述的非接触式机械手吸附力的调节系统，其特征在于，所述凸台呈圆柱体，多个所述气流喷嘴等距间隔布置于所述凸台的外周面。3.根据权利要求1所述的非接触式机械手吸附力的调节系统，其特征在于，所述气流引导槽在所述末端执行器的上表面形成圆形的出气口，所述出气口的边缘形成向上凸起的气流引导部。4.根据权利要求3所述的非接触式机械手吸附力的调节系统，其特征在于，所述气流引导部的横截面呈半圆形。5.根据权利要求1所述的非接触式机械手吸附力的调节系统，其特征在于，所述在位传...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓尉，
申请(专利权)人：北京京仪自动化装备技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：