改进的衬底操作机械手校准制造技术

提供了一种对加工系统中的机械手进行校准的方法（５００）。该方法包括：将距离传感器（２１４）可拆除地耦合（５０２）到机械手的末端操纵装置（１０２），以及使距离传感器测量（５０６）从传感器（２１４）到衬底支架（１０８）的距离。然后，确定该距离是否满足所选择的阈值或在所选择的阈值之内。当该距离满足所选择的阈值或在所选择的阈值之内时，记录机械手关节位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
半导体加工产业的前沿目前发展到制作65纳米和45纳米节点。此外，目前正在开发32纳米和22纳米节点。相应地，越来越关键的是，将半导体加工工具以及加工自身控制在之前从未要求过的容限和条件下。晶片废弃以及停机检修时间的成本继续使得对控制工艺和设备的需求达到更严格的水平，随着对于100纳米以上的工艺而言微不足道的其他问题的出现，工艺和设备工程师寻求新的且创新的方式来更好地控制半导体加工。半导体加工系统一般使用机械手在加工系统内精确地来回移动晶片。从而这种机械手的运动和校准是关键的。例如，如果机械手要存放或放置晶片的位置错误校准达不到1毫米，则脆弱易碎的半导体晶片可能撞到加工设备，从而破坏晶片和/或设备自身。如果要存放晶片的位置(称作“移交(handoff)点”)的校准在另一方向上偏离不到1毫米，则晶片可能无法在半导体加工设备上适当地安置，从机械手末端操纵装置(effector)向加工设备的移交或转移操作可能失败。将移交坐标传授给半导体晶片操作机械手是一项冗长且易出错的过程。存在用于这种传授的方法，然而这些方法一般是不受欢迎的。一种方法包括，利用机械手末端操纵装置抓取测试晶片，然后使用教学下垂物(teaching pendant)移动机械手，直到技术员观察到晶片与配合的晶片支架成预期的关系为止。然后，记录机械手关节坐标以供将来参考。这种方法的一个缺点是，技术员可能偶然地导致机械手使晶片和/或末端操纵装置撞到诸如FOUP搁架之类的障碍物。碰撞可能导致不期望的污染，并可能破坏晶片或末端操纵装置或障碍物。该方法的另一缺点是，不同的技术员倾向于做出不同的判断。另外的缺点是，不容易使该方法自动化。在美国专利6,934,606B1中提出了晶片操作机械手的自动校准。-->尽管所述参考文献提出了晶片操纵机械手教学的自动化，但该系统一般要求机械手末端操纵装置和/或加工设备在某种程度上适于容易自动化。提供不需要改变机械手末端操纵装置或加工设备自身的自动半导体晶片操作机械手教学系统将在半导体晶片操作机械手领域呈现显著的优点。
技术实现思路
提供了一种对加工系统中的机械手进行校准的方法。该方法包括：将距离传感器可拆除地耦合到机械手的末端操纵装置，以及使距离传感器测量从该传感器到衬底支架的距离。然后，确定该距离是否满足所选择的阈值或在所选择的阈值之内。当该距离满足所选择的阈值或在所选择的阈值之内时，记录机械手关节位置。附图说明图1是根据本专利技术实施例的在对半导体晶片操作机械手进行自动教学中使用的无线距离传感器的图示。图2是根据本专利技术实施例的用于半导体加工机械手的无线自动教学传感器的框图。图3是根据本专利技术实施例的用于加工系统的教学传感器的底部平面图。图4是根据本专利技术实施例的接近前端开口整合盒(front openingunified pod)(FOUP)的教学传感器的正视图，在所述前端开口整合盒(FOUP)中存在教学夹具(fixture)。图5是根据本专利技术的实施例对半导体加工机械手进行校准的方法的流程图。具体实施方式图1是根据本专利技术实施例的在对半导体晶片操作机械手进行自动教学中使用的距离传感器。将传感器100布置在半导体晶片操作机械手-->(未示出)的末端操纵装置102上。末端操纵装置102包括一对分叉指状物104、106。将传感器100的尺寸设置为小于加工系统的衬底，优选地，将传感器100的形状设置为使得传感器100本质上非常稳固地位于末端操纵装置102上。如图1所示，传感器100的形状可以与末端操纵装置和分叉指状物的形状近似。然而，根据本专利技术的实施例，可以使用能够避免对FOUP搁架和机械手工作空间(work olume)中的其他障碍物造成干扰的任何合适的形状都是可以使用的。传感器100可以感测从传感器100到在108处图示的配合的晶片支架的距离。如以下将更详细阐述的，根据本专利技术的实施例，用于以1到6个自由度确定距离的任何合适的距离测量技术都是可以使用的。优选的是，传感器100包括非衬底式形状，意味着不将传感器100形状或尺寸设置为与系统所加工的衬底相类似。此外，尽管将针对半导体晶片操作机械手来描述很大一部分公开内容，但使用类似的技术来处理LCD平面板以及中间掩模(reticle)。相应地，在加工系统是半导体晶片加工系统的实施例中，仅需要传感器100比半导体晶片小并且形状设置为不同于半导体晶片。可以将传感器100所测量的与配合的晶片支架108的距离本地显示给技术员，经由合适的无线通信技术来无线传送、或两者皆可。此外，当跨越预先设置的距离阈值时，传感器100可以简单地提供合适的指示，如，指示灯或音响报警。当测量或检测到预先设置的距离时，手动地或自动地记录加工机械手的关节坐标，以供将来参考。该操作是可以通过指导技术员手动地或自动地记录关节坐标来实现的。还可以通过以下方式来实现该操作：与机械手控制器通信，以提供如下指示：已满足距离阈值，并且应该由机械手控制器记录机械手的当前关节坐标以供将来参考。传感器100的非衬底式形状有助于减小和消除对FOUP搁架和机械手工作空间中其他障碍物的干扰。此外，非衬底式形状有助于减小传感器的重量，从而减小了机械臂/末端操纵装置下垂测量假象(droopmeasurement artifact)。图2是根据本专利技术实施例的半导体加工机械手的无线自动教学传-->感器的框图。传感器200包括电子外壳202。位于电子外壳202中的是电源204、功率管理模块206、以及控制器208。此外，存储器210也位于外壳202内，并且耦合到控制器208。另外，射频模块212位于外壳202内，并且耦合到控制器208。尽管在图2中将距离传感器214示为位于外壳202内，然而距离传感器214可以构成外壳202的一部分，或可以接近外壳202但位于外壳202外部。如图2所示，优选地，电源204是位于外壳202内并经由功率管理模块206耦合到控制器208的电池。然而，电源可以包括能够提供足量电能的任何设备。示例设备可以包括：诸如电池、电容等已知的储能设备，以及已知的能量采集(energy harvest)设备，以及它们的任何组合。优选地，功率管理模块206是可从线性技术股份公司(LinearTechnology Corporation)以商标(trade designat本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对加工系统中的机械手进行校准的方法，该方法包括：　将距离传感器可拆除地耦合到机械手的末端操纵装置；　使距离传感器测量从该传感器到衬底支架的距离；　确定所述距离是否满足所选择的阈值或在所选择的阈值之内；以及　在所述 距离满足所选择的阈值或在所选择的阈值之内时，记录机械手关节位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-10-23 60/853,6601、一种对加工系统中的机械手进行校准的方法，该方法包括：
将距离传感器可拆除地耦合到机械手的末端操纵装置；
使距离传感器测量从该传感器到衬底支架的距离；
确定所述距离是否满足所选择的阈值或在所选择的阈值之内；以
及
在所述距离满足所选择的阈值或在所选择的阈值之内时，记录机
械手关节位置。
2、根据权利要求1所述的方法，其中，所述距离传感器经由无线
射频通信来通知所测量的距离。
3、根据权利要求1所述的方法，其中，所述传感器包括距离检测
器，所述距离检测器采用从由基于光学的距离测量、基于电容的距离
测量、基于电感的距离测量、基于反射测量的距离测量、基于干涉测
量的距离测量、以及激光三角测量组成的组当中选择的至少一种距离
测量技术。
4、根据权利要求1所述的方法，其中，所述加工系统被配置成加
工衬底，所述传感器比衬底小。
5、根据权利要求1所述的方法，其中，将末端操纵装置可拆除地
耦合到传感器包括：将末端操纵装置与传感器上的配合特征接合。
6、一种对加工系统中的机械手进行校准的方法，该方法包括：
将距离传感器可拆除地耦合到机械手的末端操纵装置；
使距离传感器测量从该传感器到衬底支...

【专利技术属性】
技术研发人员：克雷格C拉姆齐，费利克斯J舒达，
申请(专利权)人：赛博光学半导体公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]