[發明專利]一種機械手AWC糾偏系統實現方法

在審

• 申請號: 201911084727.1
• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN112775956A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 朱洪彪;楊奇峰;徐方;譚學科;姚東東;凌霄
• 申請（專利權）人: 沈陽新松機器人自動化股份有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J11/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

本發明涉及到真空機械手的一種動態糾偏技術，具體說是一種機械手AWC糾偏系統實現方法。本發明包括：系統主控制器，用于讀取機械手驅動器存儲的碼盤值，通過計算得到機械手上的晶圓位置，并通過CAN總線與系統IO板卡相連；系統IO板卡，用于處理激光傳感器輸出的電平信號，并將處理后的電平信號輸出給機械手驅動器；機械手驅動器，用于存儲晶圓通過激光傳感器是產生的碼盤值；激光傳感器，用于當晶圓通過激光傳感器時產生電平信號，并輸出給系統IO板卡。本發明實現了真空機械手在搬運晶圓的過程中，動態糾正晶圓的實時位置，使晶圓在達到工位位置時，處在絕對準確的位置。

技術領域

本發明涉及到真空機械手的一種動態糾偏技術，具體說是一種機械手AWC糾偏系統實現方法。

背景技術

真空直驅機械手是半導體設備的關鍵零部件，負責晶圓在不同工藝位置之間的傳輸。由于在真空環境下，所以機械手與晶圓之間一般采用摩擦的方式。因此，在機械手搬運晶圓的過程中不可不免的就會出現晶圓的位置偏移的現象。這樣對于后續工藝的生產就會產生影響。而且，隨著半導體工藝的不斷升級改進，晶圓的傳輸效率不斷在提高，機械手的運行速度在不斷加快，出現位置偏移的概率就會大大增加，目前國內真正研發真空系列的機械手廠商幾乎沒有，相關的技術都被國外的廠家所壟斷。在行業中比較成熟的方案就是在機械手的搬運的過程中進行糾偏。這樣可以保證晶圓在進行后續生產之前就處于絕對準確的位置。

真空直驅機械手的動態糾偏技術要求的技術難度也比較大，這也是限制國內真空機械手研發的一個重要因素。因此，在晶圓運行過程中的動態糾偏功能(AWC,Active WaferCentering)就顯得十分重要。它的研發成功對于后續機械手的發展同樣起到促進作用。

發明內容

本發明可以使機械手在傳送晶圓的過程中，糾正由于摩擦等原因引起的偏差，使晶圓到達工位位置可以處于絕對準確的位置。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：

一種機械手AWC糾偏系統實現裝置，包括：

系統主控制器，用于讀取機械手驅動器存儲的碼盤值，通過計算得到機械手上的晶圓位置，并通過CAN總線與系統IO板卡相連；

系統IO板卡，用于處理激光傳感器輸出的電平信號，并將處理后的電平信號輸出給機械手驅動器；

機械手驅動器，用于存儲晶圓通過激光傳感器時產生的碼盤值；

激光傳感器，用于當晶圓通過激光傳感器時產生電平信號，并輸出給系統IO板卡。

所述激光傳感器為兩個且位置相對于機器手運動軌跡不對稱。

所述系統主控制器讀取機械手驅動器存儲的碼盤值為4組，每組碼盤值對應唯一的機械手空間坐標值，通過其中任意三組機械手空間坐標值可以唯一確定機械手上的晶圓位置，與開始設定的標準位置進行比較可以計算出此次晶圓的偏差。

一種機械手AWC糾偏系統實現方法，包括以下步驟：

1)AWC數據采集：采集晶圓通過激光傳感器時激光傳感器所記錄的機器手手指中心坐標；

2)AWC標定：通過機器手手指中心坐標以及晶圓半徑，計算得到激光傳感器在機器手基坐標下的坐標，用于以此坐標為基準進行自動糾偏功能；

3)再次采集AWC數據：采集晶圓通過激光傳感器時激光傳感器所記錄的機器手手指中心坐標；

4)AWC偏差計算：通過激光傳感器在機器手基坐標下的坐標、手指中心在機器手基坐標下的坐標、晶圓中心的坐標以及觸發點相對于機器手基坐標原點的夾角，得到偏差值，用于實現機器手的自動糾偏功能。

步驟1)具體如下：機器手傳輸晶圓過程中晶圓遮擋激光傳感器A、B以及離開激光傳感器A、B時所產生的4次觸發時刻t1～t4的機器手手指中心的4組坐標。