机械臂的定位方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种机械臂的定位方法及定位系统，属于集成电路领域。该方法包括：发射器向目标晶圆的方向发射至少两条定位光线，以形成至少两个定位点；根据所述至少两个红外定位点与在装载所述晶圆的装载盒上设置的水平参考物，定位所述机械臂的水平位置和垂直位置。机械臂的定位系统包括：发射器和水平参考物。本发明中，以水平参考物为基准，通过不断调整定位点与水平参考物的距离，客观高效地实现了机械臂水平位置和垂直位置的精确定位。
【专利说明】机械臂的定位方法及系统【技术领域】
[0001]本发明属于集成电路领域，具体地说，涉及一种机械臂的定位方法及系统。
【背景技术】
[0002]随着半导体技术的发展,300mm的娃片已经取代200mm的娃片成为主流,每个装载了硅片的容器重量由原来的约4公斤变成了约9公斤。因此，如果借助于人力来在各个制造模块之间来进行输送的话，会导致效率比较低，同时还可能导致人员被伤害的危险。而由于可以有效提高厂房利用率、缩短产品的生产周期，自动化物料输送系统(AutomatedMaterialHandlingSystems,以下简称:AMHS)相对于人力化的物料输送来说,成为在300mm娃片制造过程中各个制造模块之间来进行输送硅片的主要纽带。
[0003]现有技术中自动化物料输送系统主要包括:放置有盒式容器的存储单元、机械臂，通过该机械臂来拾取或者卸载盒式容器，从而使得硅片在制造区域的各个制造模块之间自动输送。而在机械臂来拾取或者卸载盒式容器，如何保证机械臂的传送位置，是影响自动输送效率的关键原因之一。
[0004]现有技术中，在确认机械臂的传送位置时，工程师主要利用气泡式水平仪和直尺进行判断。当需要调整机械臂水平时，通常将气泡式水平仪放置在机械臂上，通过肉眼判断气泡式水平仪中气泡的左右位置进行校正。但是，这种方法依赖于工程师的肉眼，受限于工程师的主观经验，存在一定的误差，客观性较差。而当需要调整机械臂的垂直高度时，通常采用直尺直接进行量 测，量测过程由于受到操作空间等因素的影响，往往需要花费较多的时间，无法实现机械臂的快速定位，效率较低。
[0005]综上，现有技术中机械臂的定位方法，在定位机械臂的水平位置时，由于依赖于工程师的主观经验，客观性较差。另外，由于在定位机械臂的垂直位置时，直尺量测过程中的操作空间有限，效率较低。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是提供一种，用以部分或全部克服、部分或全部解决现有技术存在的上述技术问题。
[0007]为了部分或全部克服、部分或全部解决上述技术问题，本发明提供了一种一种机械臂的定位方法，其包括:
[0008]发射器向目标晶圆的方向发射至少两条定位光线，以形成至少两个红外定位点；
[0009]根据所述至少两个红外定位点与在装载所述晶圆的装载盒上设置的水平参考物，定位所述机械臂的水平位置和垂直位置。
[0010]优选地，在本发明的一实施例中，所述发射器内嵌与机械臂抓手直接相连的一运动部件中，传输定位光线的光纤内嵌在机械臂抓手中。
[0011]优选地，在本发明的一实施例中，所述发射器的发射点设置在所述机械臂面向所述目标晶圆的端面上。[0012]优选地，在本发明的一实施例中，根据所述至少两个红外定位点与在装载所述晶圆的装载盒上设置的水平参考物，定位所述机械臂的水平位置和垂直位置包括:
[0013]以所述水平参考物为基准，比较所述至少两个红外定位点之间的相对水平位置，定位所述机械臂的水平位置；
[0014]比较所述至少两个红外定位点与所述参考物之间的相对垂直位置，定位所述机械
臂的垂直位置。
[0015]优选地，在本发明的一实施例中，所述方法还可以包括:根据放置所述晶圆的相邻狭槽空位和所述晶圆的厚度设置所述水平参考物于所述装载盒上。
[0016]优选地，在本发明的一实施例中，定位所述机械臂的水平位置和垂直位置时，通过连接机械臂另外上下相邻两个运动部件的调节螺丝来调整。
[0017]优选地，在本发明的一实施例中，所述方法还可以包括:根据所述装载盒中相邻水平参考物与上下所述相邻狭槽空位的垂直高度，设置所述水平参考点。
[0018]优选地，在本发明的一实施例中，所述水平参考物为水平参考线或者水平参考点。
[0019]为了部分或全部克服、部分或全部解决上述技术问题，本发明提供了一种机械臂的定位系统，其包括:
[0020]发射器，用于向目标晶圆的方向发射至少两条定位光线，以形成至少两个红外定位点；
[0021]水平参考物，设置在所述在装载所述晶圆的装载盒上，用于根据所述至少两个红外定位点与在装载所述晶圆的装载盒上设置的水平参考物，定位所述机械臂的水平位置和
垂直位置。
[0022]为了部分或全部克服、部分或全部解决上述技术问题，本发明提供了一种晶圆输送系统，其包括:
[0023]装载盒，用于装载晶圆，所述装载盒上设置有水平参考物；
[0024]机械臂，用于取放所述装载盒中的晶圆；
[0025]发射器，用于向被抓放的晶圆的方向发射至少两条定位光线，以形成至少两个红外定位点，根据所述至少两个红外定位点与所述水平参考物，定位所述机械臂的水平位置和垂直位置。
[0026]与现有的方案相比，本发明中，以水平参考物为基准，通过不断调整定位点与水平参考物的距离，客观高效地实现了机械臂水平位置和垂直位置的精确定位。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1所示为本发明实施例一中机械臂的定位方法流程图；
[0028]图2为水平参考线的一具体设置示意图；
[0029]图3为本发明实施例一中发射器的发射点设置示意图之一；
[0030]图4为本发明实施例一中发射器的设置示意图之二 ；
[0031]图5为本发明实施例一中机械臂的结构示意图；
[0032]图6为本发明实施例一种发射器在图4机械臂中的安装示意图；
[0033]图7所示为本发明实施例一中步骤102的具体流程示意图；
[0034]图8为本实施例中调节螺丝在机械臂中的安装示意图；[0035]图9为本实施例中调节螺丝的平面示意图；
[0036]图10为本实施例中机械臂调整前的水平位置的一简要示意图；
[0037]图11为本实施例中机械臂调整前的水平位置的另一简要示意图；
[0038]图12为对图10中机械臂调整后的水平位置的一简要示意图；
[0039]图13为本实施例中机械臂调整后的水平位置的另一简要示意图。
[0040]图14为本实施例中机械臂调整后的垂直位置的简要示意图。
【具体实施方式】
[0041]以下将配合图式及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
[0042]本发明的下述实施例中，本发明中，以水平参考物为基准，通过不断调整定位点与水平参考物的距离，客观高效地实现了机械臂水平位置和垂直位置的精确定位。
[0043]图1所示为本发明实施例一中机械臂的定位方法流程图，如图1所示，其可以包括:
[0044]步骤101、发射器向目标晶圆的方向发射至少两条定位光线，以形成至少两个红外定位点；
[0045]优选地，在本实施例中，所述发射器的发射点可以设置在所述机械臂面向所述目标晶圆的端面上。需要说明的时，发射器也不局限于这种设置方式，在本实施例的启发下，本领域普通技术人员无需创造性劳动，也可以想到其他替代方式，只要可以形成至少两个红外定位点即可。比如，也可以直接设置在机械臂的内腔某位置处。
[0046]需要说明的时，这里的具体数据只是为了便于理解本申请进行的举例，并不表示一定要严格按照上述具体数据进行水平参考线的位置设置。由于工艺不同、装载盒和机械臂的规格不同，本领域普通技术人员可以在本实施的启发下，无须创造性劳动，可以灵活进行设置。具体内容，在此不再赘述。
[0047]步骤102、根据所述至少两个红外定位点与在装载所述晶圆的装载盒上设置的水平参考物，定位所述机械臂的水平位置和垂直位置。
[0048]优选地，步骤102中的水平参考物为水平参考线，该水平参考线可以直接刻在装载盒上。为了应对不同可能的情况，在定位好水平参考线的设置位置后，也可以在该位置粘贴一有较为醒目颜色的标识条。而当需要调整水平参考线的位置时，只需要撕下该粘贴的标识条即可。
[0049]在本实施例中，在局具体高度设置时，可以根据所述装载盒中相邻水平参考物与上下所述相邻狭槽空位的垂直高度，设置水平参考线的高度。
[0050]图2为水平参考线的一具体设置示意图，如图2所示，以晶圆装载盒201中放置晶圆相邻狭槽空位Slot202之间的距离为10mm，其中晶圆203厚度为Imm为例。由于机械臂传送时，其位置需要定位到位于相邻晶圆的中间偏上位置。比如，可以需要将水平参考线204的位置设置在与对应狭槽空位Slot202上部晶圆位置203相差4mm，与下部晶圆203位置的位置相差5mm。
[0051]图3为本发明实施例一中发射器的发射点设置示意图之一，图4为本发明实施例一中发射器的设置示意图之二。如图3、图4所示，假如机械臂有两个抓手，而机械臂302前端302A的厚度为4mm左右，晶圆的厚度为Imm左右。由于机械臂传送时,其位置需要定位到位于相邻晶圆的中间偏上位置，而水平参考线的位置设置与上部晶圆303相差4mm，与下部晶圆303相差5mm，水平参考线的设置可参见上述图2相关部分记载。因此，需要将该发射器301发射点S定位于机械臂前端302A的正中间，这样在定位机械臂的位置时，可以保证定位光线光束离上部晶圆303相差4mm,与下部晶圆303相差5mm。
[0052]图3中的发射器可以是红外发射器。需要说明的是，发射器也可以为其他类型光线的发射器，本申请并不做特别限定。
[0053]图5为本发明实施例一中机械臂的结构不意图，图6为本发明实施例一种发射器在图4机械臂中的安装示意图。如图5所示，机械臂包括基座501、第一运动部件502、第二运动部件503、第三运动部件504和抓手505。这里有关这些部件如何进行协调动作，实现机械臂功能的，本发明【技术领域】技术人员可以参照本领域的普通技术知识，在此不再赘述。如图6所示，说明发射器及其发射点的位置示意图。如图6所示，将发射器及其开关控制器600安装于第三运动部件504的内腔中，同时，将传输定位光线的光纤601嵌入机械手臂抓手505中，刚好通过发射点S发射光线，如此，在使用过程中不会影响正常的作业。
[0054]图7所示为本发明实施例一中步骤102的具体流程示意图,如图7所示,其可以包括:
[0055]步骤112、以所述水平参考物为基准，比较所述至少两个红外定位点之间的相对水平位置，定位所述机械臂的水平位置；
[0056]步骤122、比较所述至少两个红外定位点与所述参考物之间的相对垂直位置，定位所述机械臂的垂直位置。
[0057]优选地，本实施例中，定位所述机械臂的水平位置和垂直位置时，通过连接机械臂上下相邻两个运动部件的调节螺丝来调整。需要说明的是，通过调节螺丝并不是调整机械臂位置的唯一手段，对于本领域普通技术人员来说，在本实施例的启发下，无须创造性劳动，可以想到其他可替代方式，比如机械手臂基座的水平、机械手臂导轨的水平或者其他组件来实现。
[0058]图8为本实施例中调节螺丝在机械臂中的安装示意图。图9为本实施例中调节螺丝的平面示意图，如图8和图9所示,第一运动部件502、第二运动部件503相互之间通过固定螺丝801相连，以有三个固定螺丝801为例，而在相邻两个固定螺丝801之间分别设置有一调节螺丝802。当需要调整机械臂的位置时，松开固定螺丝801，之后逐一调整调节螺丝802在第一运动部件502的啮合深度。当调整完毕之后，上紧固定螺丝801。
[0059]图10为本实施例中机械臂调整前的水平位置的一简要示意图。如图10所示，通过比较两个红外定位点901发现，两个红外定位点901分列于水平参考线902的两侧，表明机械臂的位置处于非水平状态。图11为本实施例中机械臂调整前的水平位置的另一简要示意图。两个红外定位点901同样分列于水平参考线902的两侧，表明机械臂的位置处于非水平状态。
[0060]图12为对图10中机械臂调整后的水平位置的一简要示意图。通过图7中调节螺丝和固定螺丝的协同作业，两个红外定位点901分列于水平参考线的上侧同样的位置，表明机械臂的位置处于水平状态。图13为本实施例中机械臂调整后的水平位置的另一简要示意图。两个红外定位点901分列于水平参考线902的下侧同样的位置，表明机械臂的位置处于水平状态。但是，从图中观察发现，两个红外定位点901分列于水平参考线902的上侧或下侧同样的位置，表明机械臂的垂直位置不符合要求，无法准确存放晶圆。
[0061]图14为本实施例中机械臂调整后的垂直位置的简要示意图。再次通过图8中调节螺丝和固定螺丝的协同作业，对图10和11中的机械臂位置进行调整，使两个红外定位点901与水平参考线的平齐，完成机械臂的垂直位置的定位，保证准确存放晶圆。
[0062]需要说明的是，在上述实施例中，虽然以水平参考线对本发明的技术方案做了说明。但是，对于本领域普通技术人员来说，水平参考线只是实现定位的一种手段，而非唯一手段。比如，在其他实施例中，也可以通过水平参考点来实现。该水平参考点与光线发射点的数量完全对应。在调整时，通过固定螺丝和调节螺丝，是红外定位点与对应的水平参考点完全重合，即可同时实现机械臂水平位置和垂直位置的一次性定位。
[0063]另外，上述实施例中的红外定位点的数量并不局限于具体的数量，为了提高定位的准确度和定位的效率，也可以设置多个，在此不再赘述。
[0064]上述发射器、水平参考物可以形成本发明一实施例中机械臂的定位系统，具体内容在此不再赘述。
[0065]装载盒、机械臂、发射器也可以形成本发明另外一实施例中的晶圆输送系统，具体内容在此不再赘述。
[0066]上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种机械臂的定位方法，其特征在于，包括: 发射器向目标晶圆的方向发射至少两条定位光线，以形成至少两个红外定位点； 根据所述至少两个红外定位点与在装载所述晶圆的装载盒上设置的水平参考物，定位所述机械臂的水平位置和垂直位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发射器内嵌与机械臂抓手直接相连的一运动部件中，传输定位光线的光纤内嵌在机械臂抓手中。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发射器的发射点设置在所述机械臂面向所述目标晶圆的端面上。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述至少两个红外定位点与在装载所述晶圆的装载盒上设置的水平参考物，定位所述机械臂的水平位置和垂直位置包括: 以所述水平参考物为基准，比较所述至少两个红外定位点之间的相对水平位置，定位所述机械臂的水平位置； 比较所述至少两个红外定位点与所述参考物之间的相对垂直位置，定位所述机械臂的垂直位置。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括:根据放置所述晶圆的相邻狭槽空位和所述晶圆的厚度设置所述水平参考物于所述装载盒上。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，定位所述机械臂的水平位置和垂直位置时，通过连接机械臂另外上下相邻两个运动部件的调节螺丝来调整。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括:根据所述装载盒中相邻水平参考物与上下所述相邻狭槽空位的垂直高度，设置所述水平参考点。
8.根据权利要求1-7任意所述的方法，其特征在于，所述水平参考物为水平参考线或者水平参考点。
9.一种机械臂的定位系统,其特征在于,包括: 发射器，用于向目标晶圆的方向发射至少两条定位光线，以形成至少两个红外定位占.水平参考物，设置在所述在装载所述晶圆的装载盒上，用于根据所述至少两个红外定位点与在装载所述晶圆的装载盒上设置的水平参考物，定位所述机械臂的水平位置和垂直位置。
10.一种晶圆输送系统，其特征在于，包括: 装载盒，用于装载晶圆，所述装载盒上设置有水平参考物； 机械臂，用于取放所述装载盒中的晶圆； 发射器，用于向被抓放的晶圆的方向发射至少两条定位光线，以形成至少两个红外定位点，根据所述至少两个红外定位点与所述水平参考物，定位所述机械臂的水平位置和垂直位置。
【文档编号】H01L21/677GK103545235SQ201310525011
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年10月30日
【发明者】顾海龙, 裴雷洪, 张旭升 申请人:上海华力微电子有限公司