专利名称：一种提高机械手臂运动准确性的装置及其使用方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种提高机械手臂运动准确性的装置及其使用方法。
背景技术：
在半导体领域中，反应腔是常用的设备，可用于化学气相沉淀、物理气相沉淀、以及刻蚀等工艺过程。晶圆在反应腔中进行沉积、生长薄膜等过程，对于晶圆来说，均勻性是晶圆质量的主要因素，也是产品质量的重要因素，而温度的一致性对晶圆表面薄膜均勻性有重要的影响。目前，在工艺过程中，通常采用机械手臂将晶圆运输到反应腔中。然而，机械手臂由于皮带、发动机等问题会在传动晶圆过程中发生偏移，这种偏移会导致不能准确地将晶圆运输到反应腔中的最佳位置，导致晶圆受热不均，影响晶圆质量，甚至出现晶圆颜色不正常的问题。机械手臂由于灵敏度不高，就算发生大位移也不会报警；而既使发现问题，在工艺设备工作过程中也很难对晶圆在对准腔重大位置进行调整；，。如果通过停止工作进行调整，如更换马达、更换皮带，清理机台等，会大大降低了工作效率，影响晶圆的产量和质量。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种能够提高机械手臂运动准确性、从而防止机械手臂运动的误差影响晶圆质量和产量的装置及其使用方法。为解决上述问题，本发明提供一种提高机械手臂运动准确性的装置，所述提高机械手臂运动准确性的装置包括控制装置、机械手臂、对准腔、反应腔，所述控制装置根据预设位置控制所述机械手臂运动；所述机械手臂上放置晶圆，将所述晶圆运输到所述对准腔内进行对准，再将所述晶圆运输到所述反应腔内进行反应；所述装置还包括反馈装置，所述反馈装置与所述控制装置相连，用于检测所述机械手臂运输所述晶圆的实际位置，产生反馈信号反馈给所述控制装置。进一步的，在所述提高机械手臂运动准确性的装置中，所述反馈装置包括至少三个传感器和PLC电路，每个所述传感器均与所述PLC电路相连，用于探测所述晶圆的实际位置，并发送探测信号给所述PLC电路；所述PLC电路与所述控制装置相连，用于接收、处理所述探测信号，并向所述控制装置发出反馈信号。优选的，在所述提高机械手臂运动准确性的装置中，所述传感器为光敏传感器。优选的，在所述提高机械手臂运动准确性的装置中，所述传感器为四个，所述四个传感器连线形成正四边形，所述正四边形的中心与晶圆预设位置的中心重合，两两对角传感器的连线经过所述晶圆预设位置的中心，每个所述传感器到所述正四边形的中心距离比晶圆的半径大2mm 3mm。本发明还提供一种提高机械手臂运动准确性的装置的使用方法，所述提高机械手臂运动准确性的装置的使用方法包括将晶圆置于机械手臂上；设定所述晶圆在所述对准腔和所述反应腔中的预设位置，存储在所述控制装置中；在所述控制装置的控制下，所述机械手臂带动所述晶圆运动到所述对准腔中；所述反馈装置探测所述晶圆的实际位置，并发出反馈信号给所述控制装置；所述控制装置根据所述反馈信号控制所述机械手臂调整晶圆的位置，并记录调整量；机械手臂带动晶圆运动到所述反应腔中，所述控制装置根据所述调整量控制机械手臂运动，调整所述晶圆在反应腔中的位置。进一步的，在所述提高机械手臂运动准确性的装置的使用方法中，提高机械手臂运动准确性的装置的使用方法，所述反馈装置包括至少三个传感器和PLC电路，所述传感器探测晶圆的实际位置，并发送探测信号给所述PLC电路；所述PLC电路用于接收、处理所述探测信号，并给所述控制装置发出反馈信号。优选的，在所述提高机械手臂运动准确性的装置的使用方法中，所述传感器为光敏传感器。优选的，在所述提高机械手臂运动准确性的装置的使用方法中，所述传感器为四个，所述四个传感器连线形成正四边形，所述正四边形的中心与晶圆预设位置的中心重合， 两两对角传感器的连线经过所述晶圆预设位置的中心，每个所述传感器到所述正四边形的中心距离比晶圆的半径大2mm 3mm。在用于运输晶圆的机械手臂运动装置中，通过增加反馈装置，将所述晶圆实际运动的位置反馈给控制装置，所述控制电路根据反馈信号调整机械手臂到达预设位置，记录调整过程中的调整量，再将所述晶圆运送到反应腔中时，根据所述调整量调整机械手臂，使晶圆到达反应腔中的预设位置，从而提高机械手臂运动的准确性。
图1为本发明中提高机械手臂运动准确性装置一实施例的结构示意图。图2为本发明中提高机械手臂运动准确性的方法一实施例的示意图。图3为本发明中一实施例调整晶圆位置步骤的一示意图。图4为本发明中一实施例调整晶圆位置步骤的另一示意图。
具体实施例方式为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的普通及说人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。其次，本发明利用示意图进行了详细的表述，在详述本发明实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应以此作为对本发明的限定。本发明的核心思想是在用于运输晶圆的机械手臂运动装置中，通过增加反馈装置，将所述晶圆实际运动的位置反馈给控制装置，所述控制电路根据反馈信号调整机械手臂到达预设位置，记录调整过程中的调整量，再将所述晶圆运送到反应腔中时，根据所述调整量调整机械手臂，使晶圆到达反应腔中的预设位置，从而提高机械手臂运动的准确性。基于上述思想，本发明提供一种提高机械手臂运动准确性的装置，图1为本发明中提高机械手臂运动准确性装置一实施例的结构示意图，请参考图1，所述提高机械手臂运动准确性的装置包括控制装置40、机械手臂50、对准腔20、反应腔10和反馈装置30，其中， 所述控制装置40根据预设位置控制所述机械手臂50运动；所述机械手臂50上放置晶圆 100，并将所述晶圆100运输到所述对准腔20内进行对准，再将所述晶圆100运输到所述反应腔10内进行反应；在本发明中，所述对准腔20用于调整晶圆100的位置，所述反应腔10 用于对晶圆100进行热处理及其他反应操作，为业内技术人员所熟知的技术内容，故在本发明中不赘述；所述反馈装置30与所述控制装置40相连，用于检测所述机械手臂50运输所述晶圆100的实际位置，并产生反馈信号反馈给所述控制装置40。进一步的，所述反馈装置30包括至少三个传感器31和PLC电路32，所述传感器31 与所述PLC电路32相连，用于探测所述晶圆100的实际位置，并发送探测信号给所述PLC 电路32 ；所述PLC电路32与所述控制装置40相连，用于接收、处理所述探测信号，并向所述控制装置40发出反馈信号。所述反馈装置30采用传感器31和PLC电路32能够准确判断晶圆100的实际位置，并且传感器31和PLC电路32的成本不高，组装简单，便于操作。优选的，所述传感器31为光敏传感器。在本实施例中，传感器31为光敏传感器，即在无遮挡时处于状态一，有遮挡时处于状态二(其中状态一为开启则状态二为关闭，或状态一为关闭则状态二为开启)，当机械手臂50将所述晶圆100运送至对准腔20中时，如果没有到达预设位置，则会遮挡其中的传感器31，则传感器31会将改变的状态信号通过PLC 电路32反馈给所述控制电路40，所述控制电路40就会根据反馈信号进行调整。请继续参考图1，在本实施例中，所述传感器31的数量优选为四个，所述四个传感器31连线形成正四边形，所述正四边形的中心与晶圆100预设位置的中心重合，两两对角传感器的连线经过所述晶圆100预设位置的中心，每个所述传感器100到所述正四边形的中心距离比晶圆100的半径大2mm 3mm。此外，在本发明中，所述传感器31的个数和位置不被限制，能够满足准确设定晶圆位置的传感器31个数和位置都可以作为本发明的思想范围内。请参考图2，其为本发明中提高机械手臂运动准确性的方法一实施例的示意图，如图2所示，并结合图1，针对提高机械手臂运动准确性的方法，包括以下步骤SOl 将晶圆100置于机械手臂50上；S02 机械手臂50将晶圆100运送到对准腔20中进行对准，设定所述晶圆100在所述对准腔20和所述反应腔10中的预设位置a、b，并存储在所述控制装置40中；在所述控制装置40的控制下，所述机械手臂50带动所述晶圆100运动到所述对准腔20中；S03 反馈装置探测晶圆100实际位置，所述反馈装置32探测所述晶圆100的实际位置，并发出反馈信号给所述控制装置40 ；S04 判断实际位置与预设位置关系，相同则控制装置40记录调整量，不相同则机械手臂50进行调整，所述控制装置40根据所述反馈信号判断实际位置与预设位置的关系， 如果相同则记录调整量为零；如果不同，则控制所述机械手臂50调整晶圆100直到实际位置与预设位置相同，并记录调整量；S05 机械手臂50将晶圆100运送到反映腔10中，机械手臂50带动晶圆100运动到所述反应腔10中；S06 根据调整量再次调整晶圆位置，所述控制装置40根据所述调整量控制机械手臂50运动，调整所述晶圆100在反应腔10中的位置。
在本实施例中，传感器31为光敏传感器，即在无遮挡时处于状态一，有遮挡时处于状态二(其中状态一为开启则状态二为关闭，或状态一为关闭则状态二为开启)，当机械手臂50将所述晶圆100运送对准腔20中时，如果没有到达预设位置，则会遮挡其中的传感器31，则传感器31会将改变的状态信号通过PLC电路反馈32给所述控制电路40，所述控制电路40就会根据反馈信号进行调整，图3为本发明中一实施例调整晶圆100位置步骤的一示意图。如图3所示，当晶圆100遮挡图中上面传感器31，则控制电路40就会控制机械手臂50向下调整到预设位置，并记录调整时转动误差；图4为本发明中一实施例调整晶圆 100位置步骤的另一示意图，如图4所示，当晶圆100遮挡图中右侧传感器31，则控制电路 40会控制机械手臂50向左调整到预设位置，并记录调整时移动误差，当然在实际操作中会同时出现转动误差和移动误差，即先调整一个记录后再调整另一个并记录即可。这种方法采用极坐标的方法，记录转动误差和移动误差，便于计算。此外，采用三个传感器或四个以上传感器31能够准确记录预设位置的位置都可以作为本发明的思想范围。综上所述，本发明中所述用于运输晶圆的机械手臂运动装置中增加了反馈电路， 将机械手臂实际运动位置与预设位置的差距时刻反馈给控制装置，所述控制电路根据调整量调整机械手臂，使晶圆能够到达反应腔中的预设位置，从而提高机械手臂运动的准确性， 此外如果机械手臂发生大范围的偏移，可以随时在控制装置中显示，可以立即停止机台进行检修，有效防止晶圆的质量问题。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求
1.一种提高机械手臂运动准确性的装置，包括控制装置、机械手臂、对准腔、反应腔，所述控制装置根据预设位置控制所述机械手臂运动；所述机械手臂用于抓取晶圆，并将所述晶圆运输到所述对准腔内进行对准，再将所述晶圆运输到所述反应腔内进行反应；其特征在于，还包括反馈装置，所述反馈装置与所述控制装置相连，晶圆被运输到对准腔后，所述反馈装置用于监测所述晶圆在所述对准腔内的实际位置，并产生反馈信号反馈给所述控制装置。
2.如权利要求1所述的提高机械手臂运动准确性的装置，其特征在于，所述反馈装置包括至少三个传感器和PLC电路，每个所述传感器均与所述PLC电路相连，用于探测所述晶圆的实际位置，并发送探测信号给所述PLC电路；所述PLC电路与所述控制装置相连，用于接收、处理所述探测信号，并向所述控制装置发出反馈信号。
3.如权利要求2所述的提高机械手臂运动准确性的装置，其特征在于，所述传感器为光敏传感器。
4.如权利要求2所述的提高机械手臂运动准确性的装置，其特征在于，所述传感器的数量为四个，所述四个传感器连线形成正四边形，所述正四边形的中心与晶圆预设位置的中心重合，两两对角传感器的连线经过所述晶圆预设位置的中心，每个所述传感器到所述正四边形的中心的距离比晶圆的半径大2mm 3mm。
5.如权利要求1所述的提高机械手臂运动准确性的装置的使用方法，其特征在于，包括将晶圆置于机械手臂上；设定所述晶圆在所述对准腔和所述反应腔中的预设位置，并存储在所述控制装置中；在所述控制装置的控制下，所述机械手臂带动所述晶圆运动到所述对准腔中；所述反馈装置探测所述晶圆的实际位置，并发出反馈信号给所述控制装置； 所述控制装置根据所述反馈信号控制所述机械手臂调整晶圆的位置，并记录调整量；所述机械手臂带动所述晶圆运动到所述反应腔中，所述控制装置根据所述调整量控制所述机械手臂运动，调整所述晶圆在反应腔中的位置。
6.如权利要求5所述的提高机械手臂运动准确性的装置的使用方法，其特征在于，所述反馈装置包括至少三个传感器和PLC电路，所述传感器探测晶圆的实际位置，并发送探测信号给所述PLC电路；所述PLC电路用于接收、处理所述探测信号，并给所述控制装置发出反馈信号。
7.如权利要求6所述的提高机械手臂运动准确性的装置的使用方法，其特征在于，所述传感器为光敏传感器。
8.如权利要求6所述的提高机械手臂运动准确性的装置的使用方法，其特征在于，所述传感器为四个，所述四个传感器连线形成正四边形，所述正四边形的中心与晶圆预设位置的中心重合，两两对角传感器的连线经过所述晶圆预设位置的中心，每个所述传感器到所述正四边形的中心距离比晶圆的半径大2mm 3mm。
全文摘要
本发明提供一种提高机械手臂运动准确性的装置和方法，包括控制装置、机械手臂、对准腔、反应腔和反馈装置，所述控制装置根据预设位置控制所述机械手臂运动；所述机械手臂上放置晶圆，将所述晶圆运输到所述对准腔内进行对准，再将所述晶圆运输到所述反应腔内进行反应；所述反馈装置与所述控制装置相连，用于检测所述机械手臂运输所述晶圆的实际位置，产生反馈信号反馈给所述控制装置。本发明中增加了反馈装置，能够有效提高机械手臂运动的准确性，并有效防所述机械臂运动误差导致的晶圆质量问题。
文档编号B25J19/00GK102315086SQ201010216469
公开日2012年1月11日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者许亮 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司