[發明專利]機械手的示教治具和示教方法

有效

• 申請號: 202210832761.8
• 申請日: 2022-07-15
• 公開（公告）號: CN114888785B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 祝佳輝;張慶;鮑偉成;王旭晨;王文廣;薛增輝;葛敬昌;葉瑩
• 申請（專利權）人: 上海果納半導體技術有限公司武漢分公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/16
• 代理公司: 蘇州匯誠匯智專利代理事務所(普通合伙) 32623
• 代理人: 張聰

本發明公開了機械手的示教治具和示教方法，其中示教治具包括放置殼體和傳感器裝置，放置殼體內具有供晶圓放置的示教空間，機械手可帶動晶圓從放置殼體外部伸入示教空間內。傳感器裝置固定在放置殼體上，傳感器裝置能對示教空間內的晶圓在水平面和垂直面上的位置進行檢測，并記錄和顯示檢測結果。根據傳感器裝置的檢測結果，控制機械手調節晶圓位置。示教治具不與機械手和晶圓之間產生任何接觸，有效避免了治具與機械手手指以及晶圓之間發生碰撞和摩擦的技術問題，在完成示教的同時，有效保護了機械手手指和晶圓。同時變距機構能改變三組豎直傳感器在水平面上位置，以滿足不同尺寸晶圓的機械手示教。

技術領域

本發明涉及晶圓加工設備技術領域，尤其涉及機械手的示教治具和示教方法。

背景技術

晶圓指的是硅半導體集成電路加工制造時用的硅晶片，其原材料為硅，因加工之后的形狀通常為圓形，故稱之為晶圓。在半導體生產過程中，設備前端模塊(EquipmentFront End Module)，簡稱EFEM，是最常使用的重要設備， EFEM從晶圓傳送盒中將晶圓傳輸至不同的加工工位和檢測模塊。設備前端模塊主要由晶圓裝載系統（Loadport）、晶圓運輸機械手（Robot）和晶圓對準器（Aligner）三大核心組件組成。標準的晶圓傳送盒內有多片晶圓（一般為25片），晶圓傳送盒放在晶圓裝載系統上后，由機械手的手指伸入晶圓傳送盒內并將其中的晶圓取出或將手指上的晶圓放下，手指是指與晶圓直接接觸并承載運送單個晶圓的機械零件。

當EFEM組裝完畢后，需要對機械手的在晶圓裝載系統內取放第一片晶圓的位置進行示教，示教完成后其余位置可計算得出，以保證機械手在每次取放晶圓時位置的準確性與穩定性。在對機械手進行示教時，即需要一套治具來校正機械手的位置。

參照附圖1和2所示，現有的示教治具多為接觸式，即機械手的手指與治具直接接觸或者晶圓與治具直接接觸。手動調整機械手的運動，參見附圖2所示，當手指或者晶圓到達治具限定位置時，與治具的限定位置抵接，此時停止機械手的運動，示教完成。但是這種方案的缺陷也很明顯，即到達限定位置時，無法避免手指或晶圓與限定位置有一定的碰撞和磨損，這對脆性較大的手指和晶圓而言，有碎裂的風險，有可能造成極大的經濟損失和調試時間的損耗。

同時，由于晶圓的尺寸不一，通常具有8寸和12寸，因此為了與晶圓匹配，通常也會設計兩種不同尺寸的示教治具，以滿足不同尺寸晶圓的機械手示教。

發明內容

為克服上述缺點，本發明的目的在于提供機械手的示教治具，機械手手指、晶圓和示教治具無接觸，有效保護了機械手手指和晶圓，同時一個治具可以滿足不同尺寸晶圓的示教。

為了達到以上目的，本發明采用的技術方案是：機械手的示教治具，包括放置殼體，所述放置殼體內具有供晶圓放置的示教空間，機械手可帶動晶圓從放置殼體外部伸入所述示教空間內。傳感器裝置，所述傳感器裝置固定在放置殼體上，所述傳感器裝置能對示教空間內的晶圓在水平面和垂直面上的位置進行檢測，并記錄和顯示檢測結果，根據記錄和顯示的檢測結果控制機械手移動直至到達示教位置。所述傳感器裝置包括用于確定晶圓在水平面內水平位置的三組豎直傳感器，三組所述豎直傳感器位于晶圓外側且形成銳角三角形，所述銳角三角形的外接圓能與所述晶圓同心，且所述外接圓的直徑大于晶圓直徑。變距機構，所述變距機構能驅動三組所述豎直傳感器在水平面上等距離的移動，三組所述豎直傳感器外接圓始終同心；

所述變距機構包括轉動盤、傳動裝置和固定塊，所述轉動盤與外接圓同心且能在驅動件作用下沿放置殼體旋轉；所述固定塊設置有三組，一組所述豎直傳感器固定在對應設置的一組所述固定塊上，每個所述固定塊均通過傳動裝置與轉動盤連接；所述轉動盤在轉動過程中能帶動固定塊在水平面上，等距的在對應的直線上往復移動。驅動轉動盤轉動時，能通過傳動裝置帶動所有固定塊同步等距移動，進而帶動豎直傳感器移動。