用于修正離線示教數(shù)據(jù)的機械手及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導體加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于修正離線示教數(shù)據(jù)的機 械手及取放片離線示教數(shù)據(jù)的修正方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 硅片的安全存取和運輸是集成電路大生產(chǎn)線一個非常重要的技術(shù)指標;在生產(chǎn)過 程中通常要求運輸設(shè)備自身導致的硅片破片率應小于十萬分之一。作為批量式硅片熱處理 系統(tǒng)，相對于單片式工藝系統(tǒng)，每個生產(chǎn)工藝所需的硅片傳輸、硅片放置和取片次數(shù)更多， 因而對硅片傳輸、硅片放置和取片的安全性和可靠性要求更高。
[0003] 目前，機械手被廣泛應用于半導體集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域中，機械手是硅片傳輸 系統(tǒng)中的重要設(shè)備，用于存取和運輸工藝處理前和工藝處理后的硅片，其能夠接受指令，精 確地定位到三維或二維空間上的某一點進行取放硅片，既可對單枚硅片進行取放作業(yè)，也 可對多枚硅片進行取放作業(yè)。
[0004] 目前，批量式硅片熱處理系統(tǒng)的硅片傳取環(huán)節(jié)的位置參數(shù)一般采用離線示教的方 式獲取并存儲在控制器中，同時按周期進行檢測和校準。機械手根據(jù)存儲的離線示教的數(shù) 據(jù)對承載機構(gòu)上放置的硅片進行取放操作。當機械手在對硅片進行取放作業(yè)時，硅片承載 機構(gòu)由于環(huán)境溫度變化、負載變化以及機械結(jié)構(gòu)變形等因素的影響，機械手按離線存儲的 位置坐標取放承載機構(gòu)上的硅片時，存在產(chǎn)生碰撞導致硅片或設(shè)備受損的風險，造成不可 彌補的損失。同時，由于硅片在熱處理過程中產(chǎn)生的受熱變形等情況也會使硅片的實際分 布狀態(tài)與離線示教位置參數(shù)有不同，使得機械手取放硅片的運動處于非安全狀態(tài)，
[0005] 請參閱圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中機械手在硅片傳輸、硅片放置和取片時的位置結(jié)構(gòu) 示意圖。如圖所示，當硅片2在支撐部件3上處于傾斜等異常狀態(tài)時，機械手1在自動存取硅 片2的運動處于非安全工作狀態(tài)，非常容易造成硅片2及設(shè)備(包括機械手1)的損傷。在機械 手1完成硅片放置后或準備取片前，需對支撐部件3上硅片組中的硅片2分布狀態(tài)進行準確 的位姿識別，同時對識別出的各種異常狀態(tài)提供準確應對措施，以實現(xiàn)安全取放片。
[0006] 因此，在取放片過程中對硅片的位姿進行識別是十分重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了克服以上問題，本發(fā)明旨在提供了一種用于修正離線示教數(shù)據(jù)的機械手及方 法，通過在片叉上設(shè)置假硅片，在假硅片中嵌入用于距離探測的結(jié)構(gòu)，用于距離探測的結(jié)構(gòu) 可以避免設(shè)置在片叉遮擋部位，不僅使得片叉中安裝用于距離探測的結(jié)構(gòu)變得更為簡單， 而且能夠?qū)θ》牌x線數(shù)據(jù)進行有效的修正。
[0008] 為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于修正離線示教數(shù)據(jù)的機械手，安裝于 半導體設(shè)備中，半導體設(shè)備還包括用于放置多層硅片的所述硅片承載裝置，所述硅片承載 裝置具有用于承載硅片的支撐部件，所述機械手用于拾取所述硅片承載裝置的硅片或?qū)⒐?片放置于所述硅片承載裝置中；所述機械手具有用于承載硅片的片叉，所述片叉上表面具 有假硅片，所述假硅片嵌入有用于發(fā)出探測信號的無線收發(fā)器、對所述探測信號敏感并將 所述探測信號轉(zhuǎn)換為電信號的探測器、以及將所述電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)值的轉(zhuǎn)換器;所述無線 收發(fā)器從所述假硅片上方或所述假硅片下方向外發(fā)出探測信號，所述片叉不遮擋所述無線 收發(fā)器。
[0009] 優(yōu)選地，所述假硅片機械固定于所述片叉上。
[0010] 優(yōu)選地，所述片叉具有夾持晶圓的夾持部件。
[0011] 優(yōu)選地，具有所述假硅片的片叉只在獲取離線示教數(shù)據(jù)并對所述離線示教數(shù)據(jù)進 行修正時使用。
[0012] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種根據(jù)上述的機械手進行的取片離線示教 數(shù)據(jù)的修正方法，其包括：
[0013] 步驟101:執(zhí)行離線取片操作指令，設(shè)置離線示教數(shù)據(jù);其中，所述離線示教數(shù)據(jù)包 括:距離安全閾值、傾角安全閾值、機械手運行中的指定位置以及所述指定位置的離線參數(shù) 數(shù)據(jù);所述機械手運行中的指定位置包括預取片安全位置、預向上取片位置、與硅片接觸位 置、預退出取片位置和取片退出安全位置；
[0014] 步驟102:具有所述假硅片的所述機械手在所述離線示教數(shù)據(jù)的指定位置進行探 測獲得距離測量數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述距離測量數(shù)據(jù)計算出所述假硅片相對于水平面的傾角； 所述假硅片中的無線收發(fā)器向上和向下發(fā)出探測信號，探測信號返回后發(fā)送給探測器，探 測器將信號轉(zhuǎn)換為相應的電信號，轉(zhuǎn)換器將電信號轉(zhuǎn)換為相應的距離測量值；
[0015] 步驟103:判斷所述假硅片的距離測量數(shù)據(jù)中的距離值是否超出距離安全閾值以 及判斷所述假硅片相對于水平面的傾角是否超出所述傾角安全閾值;如果兩者中至少有一 個為是，則執(zhí)行步驟104;如果兩者都為否，則執(zhí)行步驟105;
[0016] 步驟104:對所述離線示教數(shù)據(jù)的指定位置的離線參數(shù)數(shù)據(jù)進行修正；
[0017] 步驟105:繼續(xù)進行完成取片操作的離線示教數(shù)據(jù)中所有指定位置的離線參數(shù)數(shù) 據(jù)的修正。
[0018] 優(yōu)選地，所述距離測量數(shù)據(jù)包括所述預向上取片位置上所述假硅片下表面到所述 片叉下方相鄰的硅片上表面的距離、以及所述預退出取片位置上所述假硅片上表面到所述 片叉上方相鄰硅片下表面的距離。
[0019] 優(yōu)選地，所述步驟101中，所述機械手運行中的指定位置還包括在所述預退出取片 位置向所述取片退出安全位置運行過程中的對硅片夾持位置。
[0020] 為了達到上述目的，本發(fā)明還提供了一種根據(jù)上述的機械手進行放片離線示教數(shù) 據(jù)的修正方法，其特征在于，包括：
[0021] 步驟201:執(zhí)行離線放片操作指令，設(shè)置離線示教數(shù)據(jù);其中，所述離線示教數(shù)據(jù)包 括:距離安全閾值、傾角安全閾值、機械手運行中的指定位置以及所述指定位置的離線參數(shù) 數(shù)據(jù);所述機械手運行中的指定位置包括預放片安全位置、預向下放片位置、與硅片接觸位 置、預退出放片位置和放片退出安全位置；
[0022] 步驟202:具有所述假硅片的所述機械手在所述離線示教數(shù)據(jù)的指定位置進行探 測獲得距離測量數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述距離測量數(shù)據(jù)計算出所述假硅片相對于水平面的傾角； 所述假硅片中的無線收發(fā)器向上和向下發(fā)出探測信號，探測信號返回后發(fā)送給探測器，探 測器將信號轉(zhuǎn)換為相應的電信號，轉(zhuǎn)換器將電信號轉(zhuǎn)換為相應的距離測量值；
[0023]步驟203:判斷所述假硅片的距離測量數(shù)據(jù)中的距離值是否超出距離安全閾值以 及判斷所述假硅片相對于水平面的傾角是否超出所述傾角安全閾值;如果兩者中至少有一 個為是，則執(zhí)行步驟204;如果兩者都為否，則執(zhí)行步驟205;
[0024]步驟204:對所述離線示教數(shù)據(jù)的指定位置的離線參數(shù)數(shù)據(jù)進行修正；
[0025] 步驟205:繼續(xù)進行完成放片操作的離線示教數(shù)據(jù)中所有指定位置的離線參數(shù)數(shù) 據(jù)的修正。
[0026] 優(yōu)選地，所述距離測量數(shù)據(jù)包括所述預退出放片位置上所述假硅片下表面到所述 片叉下方相鄰的硅片上表面的距離、以及所述預向下放片位置上所述假硅片上表面到所述 片叉上方相鄰硅片下表面的距離。
[0027] 優(yōu)選地，所述步驟201中，所述機械手運行中的指定位置還包括在所述預放片安全 位置向所述預向下放片位置運行過程中的對硅片取消夾持位置。
[0028]本發(fā)明的用于修正離線示教數(shù)據(jù)的機械手及方法，通過在片叉上設(shè)置假硅片，在 假硅片中嵌入有用于發(fā)出探測信號的無線收發(fā)器、對探測信號敏感并將探測信號轉(zhuǎn)換為電 信號的探測器、以及將電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)值的轉(zhuǎn)換器，并且無線收發(fā)器的設(shè)置避開片叉的遮 擋，使得無線收發(fā)器從假硅片上方或假硅片下方向外發(fā)出探測信號，從而在取放片過程中 實時向片叉上方或下方的探測，并且及時修正離線示教數(shù)據(jù)，確保安全取放片操作;并且， 在片叉上設(shè)置假硅片的方式簡單易行，降低了工藝難度。
【附圖說明】
[0029] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中機械手在硅片傳輸、硅片放置和放片時的位置示意圖
[0030] 圖2為本發(fā)明的一個較佳實施例的半導體設(shè)備的硅片承載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
[0031] 圖3為本發(fā)明的一個較佳實施例的硅片傳輸、取片或放片過程中機械手的片叉和 硅片的相對位置關(guān)系透視示意圖
[0032] 圖4為本發(fā)明的一個較佳實施例的傳感器、機械手、硅片和支撐部件的相對位置關(guān) 系俯視不意圖
[0033] 圖5為本發(fā)明的一個較佳實施例的硅片、支撐部件和片叉的位置關(guān)系以及取片路 線示意圖
[0034] 圖6為本發(fā)明的一個較佳實施例的硅片、支撐部件和片叉的位置關(guān)系以及放片路 線示意圖
[0035] 圖7為本發(fā)明的一個較佳實施例的機械手片叉和假硅片的關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖
[0036] 圖8為本發(fā)明的一個較佳實施例的取片離線示教數(shù)據(jù)的修正方法的流程示意圖 [0037]圖9為本發(fā)明的一個較佳實施例的傾斜假硅片受力示意圖
[0038]圖10為本發(fā)明的一個較佳實施例的放片離線示教數(shù)據(jù)的修正方法的流程示意圖
【具體實施方式】
[0039]為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明的內(nèi)容作進一 步說明。當然本發(fā)明并不局限于該具體實施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也 涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0040]本發(fā)明的半導體設(shè)備包括用于放置多個硅片的硅片承載裝置和用于拾取和運輸 硅片的機械手，硅片承載裝置具有支撐部件，硅片水平放置于支撐部件上，多個硅片在豎直 方向上排列；如圖2所示，本發(fā)明的一個較佳實施例的半導體設(shè)備中的硅片承載裝置，包括： 黑線框內(nèi)為內(nèi)部裝載有硅片的片盒B和裝載硅片進入反應腔室C的硅片硅片承載裝置A;半 導體設(shè)備還具有承載片盒B的片盒硅片承載裝置F，片盒硅片承載裝置F連接于底座G上;機 械手E用于從片盒B中拾取硅片并且放置于硅片硅片承載裝置A上，當反應腔室C底部的爐門 D打開時，硅片硅片承載裝置A攜帶著硅片進入反應腔室C中，或者當反應結(jié)束后，反應腔室C 底部的爐門D打開，硅片硅片承載裝置A攜帶著處理后的硅片從反應腔室C底部退出，機械手 E從硅片硅片承載裝置A上拾取硅片并且放置于片盒B中；圖2中的