硅片机械手制造技术

本发明专利技术公开了一种硅片机械手，包括控制系统、机械手，在所述机械手的下端面和需要到达的位置设有相互配合动作的位置检测装置；当机械手到达指定位置后，如果位置检测装置向所述控制系统发出位置到达信号，则允许搬送硅片，否则报警并停止搬送硅片。本发明专利技术能够精确检测机械手和硅片的位置，避免撞碎、划伤硅片、撞坏设备备件，减少损失。适用于半导体器件制造设备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于半导体硅片搬运的硅片机械手。
技术介绍
在半导体制造设备中，硅片机械手的作用是将硅片从一处拿起，搬运 到另一处后放下。现有硅片机械手的结构如图1，由控制系统、马达、传动系统、手臂 和机械手五部分组成。机械手到达指定位置后的定位是靠马达的步进数间 接确定的，而机械手和马达之间还有传动系统和手臂，这些机械部分使用 时间久了会产生磨损或变形，这样即使马达的步进数准确也会使机械手定 位不准，导致划伤片盒中的硅片或撞坏部品。目前的对策是加强定期校正，但由于是离线监测，而半导体设备始终是24小时高负荷运转，如果在不 检测的时间段发生机械手位置偏差，就有可能造成重大损失。另外，对于硅片在机械手上位置的检测，目前一般只有一个检测传感 器，仅仅粗略检测机械手上是否有硅片，或者检测硅片在机械手上的位置 是否偏差较大。由于无法精确判断硅片的位置，当硅片在机械手上的位置有偏差时，常常会导致硅片破碎，设备停机。其主要有以下两种检测方法 1、在机械手上安装真空吸附系统。 一般吸附口装在机械手的中心位 置，当硅片落在机械手上时，把吸附口盖住，使吸附口处真空度发生变化； 如果硅片没有放置在上面或者偏离中心很大，没有把吸附口盖住，这样吸附口处的压力就没有变化，由此判断机械手上是否有硅片或者硅片的位置 是否偏差较大。2、在搬送硅片进出口的上方或机械手的固定位置安装一个光电式硅 片检测传感器，当机械手搬送硅片经过该检测传感器时，如果上面有硅片 且位置偏差不是较大时，会把所述检测传感器的发射光挡住并反射回来， 由此判断机械手上有硅片且位置偏差不是较大；当机械手上无硅片或硅片 位置偏差较大时，传感器的发射光无法反射回来，则判断无硅片。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种硅片机械手，它能够精确检测机 械手和硅片的位置，避免撞碎、划伤硅片、撞坏设备备件，减少损失。为解决上述技术问题，本专利技术的硅片机械手包括控制系统、机械手， 其中在所述机械手的下端面和需要到达的位置设有相互配合动作的位置 检测装置；当机械手到达指定位置后，如果位置检测装置向所述控制系统 发出位置到达信号，则允许搬送硅片，否则报警并停止搬送硅片。本专利技术的硅片机械手具有如下有益效果1、 机械手定位精确。传统的硅片机械手没有直接定位装置，主要靠 驱动部分的步进马达进行间接定位。本专利技术在机械手上安装传感器，直接 检测是否达到需要的位置，能够实现精确定位。2、 能够对硅片的位置进行精确检测。本专利技术在机械手上可以设置3 个压力传感器，能够检测硅片是否精确放在机械手的规定位置上。3、 能够检测出片合中硅片的位置，避免撞伤和划伤硅片。 总之采用本专利技术后，能够防止硅片和设备备件受到损坏，有效提高设备利用率，减少经济损失。另外，由于实现了自动检测，因此减少了设备 工程师的工作量，提高了劳动效率。 附图说明下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明图1是现有的硅片机械手结构示意图2是采用本专利技术后对机械手进行直接定位的示意图3是采用本专利技术后对硅片在机械手上的位置进行检测的示意图4是采用本专利技术后对片盒中的硅片位置进行检测的示意图5是本专利技术的硅片机械手一实施例结构示意图。具体实施例方式如图5所示(其中图5a是图5b的俯视图)，在本专利技术的实施例中所 述硅片机械手包括控制系统ll、机械手12、压力传感器15、光纤传感器 14。所述机械手12采用陶瓷材料制造。在该机械手12的下端面(参见图 5b)安装精度小于0. 5毫米直径的颜色标志10，比如绿色；在需要到达 的位置9安装如keyence公司生产的HV-H32系列传感器8来检知标志的 颜色。当然也可以在机械手12背面设置传感器8，在需要到达的位置9 安装颜色标志10。由所述传感器和颜色标志组成了位置检测装置。结合 图2所示，当机械手12在马达的驱动下到达需要的位置9后(参见图2a)， 如果传感器8检测到颜色标志10，则表示机械手12到达位置定位正确， 位置检测装置向所述控制系统11发出位置到达信号，可以搬送硅片6;如 果传感器8没有检测到颜色标志10 (参见图2b)，则报警并停止搬送硅片 6。在机械手12的上面还设置3个微型压电陶瓷传感器15 (即压力传感 器)，该三个压电陶瓷传感器15镶嵌在机械手12上，厚度小于4毫米， 精度〈1克，工作环境温度根据不同需要选择，三个压电陶瓷传感器15的 配线埋藏在机械手12内，由控制系统11集中供电。结合图3所示，所述 三个压电陶瓷传感器15成等边三角形设置，当硅片6在机械手12上的位 置正确时，硅片6的重心和三个压电陶瓷传感器15组成的三角形重心重 合(参见图3a)，三个压电陶瓷传感器15分别受到的压力相等，机械手12 可以正常搬送硅片6。当硅片6的位置异常时，硅片6的重心和三个压电 陶瓷传感器15组成的三角形重心不重合(参见图3b)，三个压电陶瓷传 感器15分别受到的压力不相等，此时报警并停止搬送硅片6。在机械手12的下端面还安装有微型光纤图象传感器14或其它图象检 测传感器(详见图5b)，对片盒中硅片6的位置进行摄像，将采集的硅片 6在片盒中的位置的图像信息传送到控制系统11中进行图象处理，判断 机械手12与片盒中硅片6之间的距离，判断机械手是否会撞坏片盒或划 伤硅片6，当超过允许值时报警并停止搬送硅片(结合图4所示)。所述 光纤图象传感器14的导线(信号线、电源线等)设置在在机械手12的下 端，由控制系统ll集中供电。控制系统11采用微电脑系统，设置在传送腔中；控制系统11与设备 本体控制部分的通信可以采用有线或无线传输。控制系统11接收所有传 感器采集的信号，并对采集的信号进行运算和判断，发出停止搬送或允许 搬送硅片6的指令；控制系统ll还能对数据进行记录，发送报警信息， 实现人机对话等。权利要求1、一种硅片机械手，包括控制系统、机械手，其特征在于在所述机械手的下端面和需要到达的位置设有相互配合动作的位置检测装置；当机械手到达指定位置后，如果位置检测装置向所述控制系统发出位置到达信号，则允许搬送硅片，否则报警并停止搬送硅片。2、 如权利要求1所述的硅片机械手，其特征在于所述位置检测装 置由传感器和颜色标志组成，分别安装在所述机械手的背面和需要到达的 位置。3、 如权利要求1所述的硅片机械手，其特征在于在所述机械手的 上面设置3个压力传感器，所述三个压力传感器成等边三角形设置。4、 如权利要求1所述的硅片机械手，其特征在于在所述机械手的 下端面设有图象传感器，对片盒中硅片的位置进行摄像，将采集的硅片在 片盒中的位置的图像信息传送到控制系统中进行图象处理，判断机械手与 片盒中硅片之间的距离，当超过允许值时报警并停止搬送硅片。全文摘要本专利技术公开了一种硅片机械手，包括控制系统、机械手，在所述机械手的下端面和需要到达的位置设有相互配合动作的位置检测装置；当机械手到达指定位置后，如果位置检测装置向所述控制系统发出位置到达信号，则允许搬送硅片，否则报警并停止搬送硅片。本专利技术能够精确检测机械手和硅片的位置，避免撞碎、划伤硅片、撞坏设备备件，减少损失。适用于半导体器件制造设备。文档编号B25J9/10GK101559599SQ20081004326公开日2009年10月21日 申请本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅片机械手，包括控制系统、机械手，其特征在于：在所述机械手的下端面和需要到达的位置设有相互配合动作的位置检测装置；　当机械手到达指定位置后，如果位置检测装置向所述控制系统发出位置到达信号，则允许搬送硅片，否则报警并停止搬送硅片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东升，
申请(专利权)人：上海华虹NEC电子有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]