利用校准装置的机械手校准的方法和设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种利用校准装置的机械手校准的方法和设备。在一个实施例中，用于执行机械手校准的方法包括横跨目标（例如，晶片卡盘）地移动校准装置。下面，该方法包括利用定位于校准装置上的传感器测量传感器的光点和目标的周边之间的距离。下面，该方法包括确定校准装置相对于目标的中心的位移。然后，该方法包括确定校准装置相对于目标的坐标系统的旋转角。下面，该方法包括根据校准装置关于目标的位移和旋转角来校准机械手的机械手位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例涉及机械手校准，并且更具体地涉及利用感测校准装 置来用于机械手校准。
技术介绍
许多工业使用精密的制造设备，该精密的制造设备包括多个传感器、 控制装置、以及机械手元件，其每一个都可在工艺过程中，被认真监控来 确保产品质量。机械手元件需要校准来精确地限定机械手系统的机械结构 的预置位置，以便合适地确保系统功能。通过校准机械手的机械机构，在 机械手和制造设备元件(例如，装载站，备用室，处理室)之间可以建立 目标的合适转交。机械手校准需用于各种原因，包括在初始安装之后、在 维护元件、预防性维修、重新启动或重新校准制造设备之后、以及机械手 的绝对位置已经改变的任何其它时间。对于一些制造设备(例如，半导体制备设备、自动推进制造设备)来 说，由于必须用于执行校准的时间而完全关闭设备是昂贵和消耗时间的。 用于执行校准的传统方法通常需要完全或部分关闭设备。例如，通常通过 使设备从正常的制造操作离线来执行用于半导体处理设备的机械手元件的 校准。需要被校准以将晶片转移到处理室和从处理室转移晶片的机械手需 要使处理室离线(例如，移走处理气体；改变压力、电压、磁场等)、打开处理室和人工执行校准。典型地，维修人员亲自将销或夹具对准于处理 室的一个元件中，然后人工执行机械手处理系统和处理室之间校准。在已 经完成校准之后，物理移走销或夹具，并然后封闭处理室的盖子。制造人 员然后在将该室返回在线之前对处理室进行鉴定。通过利用类似于晶片成形的盘，其它现有技术方法已经试图使制造设 备离线的时间和费用最小化，以使机械手可以装载盘进入各种类型的制备 设备和卸载盘。然而该盘需要照相技术以用于执行机械手和各种类型的制 造设备之间的校准。照相技术必须被教授以用于执行机械手校准，以便对 准在制造设备中发现的各种类型的，在时间、成本、操作和/或维护源方面 产生附加的复杂性和花费的目标。
技术实现思路
在这里描述用于对机械手元件执行校准的方法和设备。在一个实施例 中，用于执行机械手校准的方法包括利用位于校准装置上的传感器感测目 标的起始点和终点。该方法进一步包括根据目标的起始点和终点来计算目 标的中心。该方法进一步包括确定目标的中心和参考位置中机械手叶片之 间的偏移量。该方法进一步包括根据该偏移量校准机械手位置。在另一个实施例中，用于执行机械手校准的方法包括横跨目标(例 如，晶片卡盘)地移动校准装置。下面，该方法包括利用被定位在校准装 置上的传感器测量来自传感器的光点和目标的周边之间的距离。下面，该 方法包括确定校准装置相对于目标的中心的位移。然后，该方法包括确定 校准装置相对于目标的坐标系统的旋转角度。下面，该方法包括根据校准 装置关于目标的位移和旋转角度来校准机械手的机械手位置。附图说明在附图的图中，通过例子，但不局限的方式来描述本专利技术，并且其中图l描述了制造机器的一个实施例；图2A描述了依据一个实施例的校准装置的俯视图2B描述了依据一个实施例的校准装置的仰视图；图3A-3C描述了被转移进入处理室的校准装置的一个实施例； 图4A描述了依据一个实施例与目标对准的传感器晶片的示意图； 图4B描述了依据一个实施例与目标和工艺环形物对准的传感器晶片 的示意图4C描述了依据另一个实施例与目标对准的传感器晶片的示意图； 图5描述了用于提供机械手校准的实施例的流程图； 图6描述了制造机器的另一个实施例；图7描述了用于校准装置的系统体系结构的一个实施例； 图8描述了校准装置和接收器的方块图的一个实施例； 图9A描述了依据一个实施例的校准装置的俯视图，并且图9B描述了 依据一个实施例的校准装置的侧视图IOA描述了依据一个实施例的校准装置的截面图10B描述了依据一个实施例具有移走的电池盖的校准装置的俯视图10C描述了依据一个实施例具有移走的电池盖和外部盖的校准装置 的俯视图11描述了用于提供机械手校准的另一个实施例的流程图； 图12A描述了依据一个实施例第一坐标系统中校准装置的俯视图； 图12B描述了依据一个实施例第二坐标系统中校准装置的俯视图； 图12C描述了依据一个实施例第一坐标系统相对于第二坐标系统的旋 转角0;以及图13描述了以计算机系统为示范形式的机器的图解表示，在其内部 可以执行用于引起机器执行于此讨论的任何一个或更多的方法的一组指 令。具体实施例方式在这里描述的是用于对机械手元件执行校准的方法和设备。在一个实 施例中，用于执行机械手校准的方法包括利用定位在校准装置上的传感器 感测目标的起始点和终点。该方法进一步包括根据目标的起始点和终点来6计算目标的中心。该方法进一步包括确定目标的中心和被定位在参考位置 处的机械手叶片之间的偏移量。该方法进一步包括根据偏移量来校准机械 手位置。在另一实施例中，用于执行机械手校准的方法包括横跨目标(例如， 晶片卡盘)地移动校准装置。下面该方法包括利用定位在校准装置上的传 感器来测量来自传感器的光点和目标的周边之间的距离。下面，该方法包 括确定校准装置相对于目标中心的位移。然后，该方法包括确定校准装置 相对于目标的坐标系统的旋转角度。下面，该方法包括根据校准装置关于 目标的位移和旋转角度来校准机械手的机械手位置。在一个实施例中，目标是被定位在处理室中的衬底卡盘。在机械手的 校准过程中处理室的盖子保持封闭。在另一实施例中，因为校准装置是能 够在暴露于工艺气体的真空下在高温度处工作的低颗粒复合材料，因而在 校准过程中，工艺条件不改变，因此，在校准之后，处理室可以快速地返 回至制造过程。具有盖子对处理室保持封闭的校准过程导致较小的维护时 间和较小的制造机器停机时间。下面的描述提供监控基于制造装置运行的过程的制造机器的细节。在 一个实施例中，制造机器用于装置(例如，半导体晶片、衬底、液晶显示 器、标线)的制造。制造这种装置通常需要多个包括不同类型的制造过程 的制造步骤。例如，蚀刻、溅射和化学汽相沉积是三种不同类型的工艺， 其每一个基于单个机器的不同室或基于不同的机器而被执行。图1描述了制造机器的一个实施例。制造机器100 (例如，工艺群集工具)包括一计算装置180，该计算装置包括处理单元182、软件184和 存储器186。在一个实施例中，制造机器100包括装载站112、机械手控 制器188、转移室114和与处理室140、 150和160相连通的室出口 142、 152和162。与转移室相连通的处理室的数量可以改变。转移室114包括 机械手120、机械手叶片122和一个用于机械手校准的校准装置130。转 移室114被典型地保持在压力下。机械手控制器188控制机械手120的操 作，并且可被定位在计算装置180、单独的元件中、或者与机械手120集 成。数据通信链路170可以包括传统的通信链路，并且可以是有线或无线的。数据可以以原始或经过加工的格式在转移室114、处理室140、 150和 160、校准装置130、机械手控制器188和计算装置180之间被传输。机械手120在装载站112和处理室之间转移装置(例如，半导体晶 片、衬底、液晶显示器、标线)。机械手120可能由于多种原因需要校 准，上述原因包括预防性维护、重新启动或重新校准制造设备100以及替 换制造设备100的不同元件的。在一个实施例中，机械手120将具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：　利用定位于校准装置上的多个传感器感测目标的多个起始点和终点；　根据该起始点和终点来计算目标的中心；以及　确定目标的中心和参考位置中机械手叶片之间的偏移量。

【技术特征摘要】
US 2007-8-30 60/969,123;US 2008-8-25 12/198,0761、一种方法，包括利用定位于校准装置上的多个传感器感测目标的多个起始点和终点；根据该起始点和终点来计算目标的中心；以及确定目标的中心和参考位置中机械手叶片之间的偏移量。2、 如权利要求1的方法，进一步包括根据该偏移量来校准机械手位置。3、 如权利要求1的方法，其中计算目标的中心位置进一步包括根据 与机械手位置相关的起始点和终点来确定目标的起始点和终点坐标。4、 如权利要求1的方法，进一步包括 校准机械手叶片的水平； 校准机械手叶片关于转移室的原位置；以及 校准机械手叶片的零点位置。5、 如权利要求1的方法，其中目标是定位于处理室中的静电晶片卡 盘，并且在机械手位置的校准过程中封闭处理室的盖子。6、 一种方法，包括 利用机械手横跨目标地移动校准装置； 测量定位于校准装置上的传感器和目标周边之间的距离； 确定校准装置相对于目标的中心的位移；以及 确定校准装置相对于目标的坐标系统的旋转角。7、 如权利要求6的方法，进一步包括根据校准装置关于目标的位移 和旋转角来校准机械手位置。8、 如权利要求6的方法，其中测量定位于校准装置上的传感器和目 标的周边之间的距离进一步包括确定目标的坐标系统中传感器的坐标。9、 如权利要求6的方法，其中传感器定位在校准装置的周边上。10、 如权利要求6的方法，其中目标是定位于处理室中的静电晶片卡 盘，并且在机械手位置的校准过程中封闭处理室的盖子。11、 一种设备，...

【专利技术属性】
技术研发人员：维杰依撒卡利，赛卡尔克里斯娜萨米，莫德凯赖斯卡，唐纳德佛丹纳尔，里奈特史姆什，马文L弗里曼，杰弗里C哈德更斯，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]