使用照相机用于机械手校准的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开一种使用照相机用于机械手校准的方法和系统。在一个实施 例中，用于执行机械手校准的方法包括人工校准关于目标对准的机械手叶 片的中心。该方法进一步包括记录关于照相机对准的机械手叶片的中心的第 一位置值。该方法进一步包括自动确定关于照相机对准的机械手叶片的中心 的第二位置值。该方法进一步包括根据第二位置值和第一位置值之间的偏移 量超过第一位置值的容许偏移量来自动重新校准机械手叶片。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例涉及机械手校准，并且更具体地涉及利用照相机来用 于机械手校准。
技术介绍
许多工业使用精密的制造设备，该精密的制造设备包括多个传感器、 控制装置、以及机械手元件，其每一个都可在工艺过程中被认真监控来确 保产品质量。机械手元件需要校准来精确地限定机械手系统的机械结构的 预置位置，以便合适地确保系统功能。通过校准机械手的机械机构，在机 械手和制造设备元件(例如装载站、备用室、处理室)之间可以建立目标 的合适转交。由于各种原因需要机械手校准包括在初始安装之后；在维 护元件、预防性维修、重新启动或重新校准制造设备之后；以及机械手的 绝对位置已经改变的其它任何时间。对于一些制造设备(例如半导体制备设备、自动推进制造设备)来 说，由于必须用于执行校准的时间而完全关闭设备是昂贵和消耗时间的。 用于执行校准的传统方法通常需要完全或部分关闭设备。例如，通常通过 使设备从正常的制造操作离线来执行用于半导体处理设备的机械手元件的 校准。需要被校准移至处理室和从处理室转移晶片的机械手需要使处理室 离线(例如移走处理气体、改变压力、电压、磁场等)，打开处理室和人 工执行校准。典型地，维修人员亲自将销或夹具对准于处理室的一个元件 中，然后人工执行机械手处理系统和处理室之间的校准。在已经完成校准4之后，物理移走销或夹具，并且封闭处理室的盖子。制造人员然后将在将 该室返回联机之前对处理室进行鉴定。通过利用类似于晶片成形的盘，其它现有技术方法已经试图将制造设 备离线的时间和费用最小化，以使机械手可以将盘装载进入各种类型的制 备设备和卸载盘。然而该盘需要照相技术以用于执行机械手和各种类型的 制造设备之间的校准。照相技术必须被传授以用于执行机械手校准，以便 对准在制造设备中发现的各种类型的，在时间、成本、操作和/或维护源方 面产生附加的复杂性和花费的目标。附图说明在附图的图中，通过例子，并且不通过限制来描述本专利技术，并且其中图1描述了具有在负载锁定站上被定位的照相机的制造机器的一个实 施例；图2描述了具有各种照相机位置的制造机器的实施例； 图3描述了与照相机站对准的机械手叶片的一个实施例； 图4描述了被定位进入处理室中的机械手叶片的实施例； 图5描述了用于提供机械手校准的实施例的流程图6描述了以计算机系统为示范形式的机器的图解表示，在其内部可 以执行用于引起机器执行于此讨论的方法的任何一个或多个的一组指令。具体实施例方式于此描述的是用于对机械手元件执行校准的方法和系统。在一个实施 例中，用于执行机械手校准的方法包括人工校准相对于目标对准的机械手 叶片的中心。该方法进一步包括记录相对于照相机对准的机械手叶片的中 心的第一位置值。该方法进一步包括自动确定相对于照相机对准的机械手 叶片的中心的第二位置值。该方法进一步包括根据第二位置值和第一位置 值之间的偏移量超过第一位置值的容许偏移量来自动重新校准机械手叶 片。在一个实施例中，相对于具有处于关闭位置的盖子的处理室确定机械 手叶片的重新校准。与先前讨论的现有技术方法相反，在重新校准过程中避免了处理室的 打开，这避免颗粒进入处理室中。相比需要用打开的处理室的人工校准的 现有技术方法，重新校准过程中机器停机时间和劳动时间被显著减小。在 一个实施例中，照相机位置被固定在处理室之外，因此允许相同的重新校 准过程用于具有不同工艺参数(例如温度、处理气体、压力)的各种类型 的制造机器。此外，在重新校准过程中，由于机械手叶片的相同的中心被 用于重新校准，机械手的位置将被确保成与校准过程中相同程度的精确 度。下面的描述提供监控制造装置运行的过程的处理系统的细节。在一个 实施例中，处理系统用于电子器件(例如半导体、衬底、液晶显示器)的 制造。制造这种器件通常需要包括不同类型的制造过程的多个制造步骤。 例如，蚀刻、溅射和化学汽相沉积是三种不同类型的工艺，其每一个在相 同的机器上或可替代地在不同类型的机器上执行。图1描述了具有在转移室上被定位的照相机的制造机器的一个实施例。该制造机器或处理系统100包括具有系统控制器160和机械手控制器no的工厂接口 ioo。系统控制器160包括用于控制制造机器ioo的操作的处理单元162、软件164和存储器166。机械手控制器170包括用于控制 机械手120的操作的处理单元172、软件174和存储器176。在一个实施例中，制造机器(例如群集工具)IOO包括具有照相机站 152的负载锁定站150、具有照相机站156的负载锁定站154、转移室 114、处理室140和室端口 142、 144、 146和148。室端口 142连接在转移 室114和处理室140之间。在某些实施例中，剩余的室端口能够连接在转 移室114和其它处理室(未示出)之间。转移室114包括机械手120和机械手叶片122。机械手120在负载锁 定站150和154与处理室140和/或任何其他处理室之间转移器件(例如， 晶片、衬底、十字线)。由于包括预防性维护(例如机械手、处理室)、 重新起动制造设备100、替换制造设备100的各个元件以及系统故障(例 如断开的装置)的多种原因，机械手120可能需要校准。这些校准需要及 时和精确的方式，以用于以较少的产品性能问题更快速地制造成装运产在一个实施例中，通过相对于目标141对准机械手叶片122的中心 124来人工校准机械手120。如果在处理室中定位目标141，然后维护人员 将清洗该室，打开该室，在该室中布置销或识别目标，并然后将机械手叶 片的中心与该目标对准。处理室然后被封闭并返回至处理条件。下面，通 过相对于被连接至负载锁定站、室端口和/或转移室114的照相机站对准机 械手叶片122的中心124来记录机械手叶片122的中心124的第一位置 值。记录位置值或坐标，比如机械手120的(x,y)坐标值或(半径，0) 值，0在机械手12O的虚z轴周围的度数被测量。如上面讨论的，如果机械手然后需要或被调度用于重新校准，然后可 以自动进行重新校准，而不打开转移室114或处理室140。通过相对于先 前与机械手叶片122对准的相同照相机站自动对准机械手叶片122的中心 124来确定机械手叶片122的中心124的第二位置值。换句话说，机械手 被训练以返回至与照相机站对准的第一位置值。照相机站捕获与照相机站 的中心对准的机械手叶片的中心的图像。该图像经由无线或有线通讯线路 被发送至处理单元，比如处理单元162或172。处理单元162或172执行 图像处理软件，以便确定机械手叶片的中心的第二位置值以及第一和第二 位置值之间的偏移量。来自照相机系统的图像将与系统控制器160兼容，并且可在链接至系 统控制器160的监控器上动态观察到。提供偏移量值的图像处理软件也将 与系统控制器160兼容。偏移量值可以直接用于机械手传授。根据第二位置值和第一位置值之间的偏移量超过第一位置值的容许偏 移量，可以重新校准机械手叶片122。如果第一和第二位置值之间的偏移 量超过机械手叶片122的安全操作所允许的预定容许偏移量，机械手叶片 122需要被重新校准。与现有技术方法相反，相对于具有封闭盖子的处理室进行上面讨论的 重新校准。相对于在处理室的外部被定位的照相机站进行重新校准程序。 该照相机站可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重新校准机械手的方法，包括：　人工校准与目标对准的机械手叶片的中心；　记录与照相机站对准的机械手叶片的中心的第一位置值；　自动确定与照相机站对准的机械手叶片的中心的第二位置值；以及　根据第二位置值和第一位置值之间的偏移量超过第一位置值的容许偏移量来自动重新校准机械手叶片。

【技术特征摘要】
2007.8.30 US 60/969,124;2008.8.25 US 12/198,0791、一种重新校准机械手的方法，包括人工校准与目标对准的机械手叶片的中心；记录与照相机站对准的机械手叶片的中心的第一位置值；自动确定与照相机站对准的机械手叶片的中心的第二位置值；以及根据第二位置值和第一位置值之间的偏移量超过第一位置值的容许偏移量来自动重新校准机械手叶片。2、 如权利要求1的方法，进一步包括自动确定与照相机站对准的机械手叶片的中心的第三位置值；以及 根据第三位置值和第一位置值之间的偏移量超过第一位置值的容许偏 移量来自动重新校准机械手叶片。3、 如权利要求1的方法，其中目标是被定位在处理室中的静电晶片 卡盘。4、 如权利要求3的方法，其中在机械手叶片的重新校准过程中封闭 处理室的盖子。5、 如权利要求2的方法，其中在机械手叶片的重新校准过程中封闭 处理室的盖子。6、 如权利要求1的方法，其中自动确定机械手叶片的中心的第二位 置值进一步包括训练机械手，以便对准机械手叶片的中心与照相机站。7、 如权利要求6的方法，其中自动确定机械手叶片的中心的第二位 置值进一步包括捕获与照相机站对准的机械手叶片的中心的图像；以及 发送该图像至处理单元，以便自动确定机械手叶片的中心的第二位置值。8、 一种制造机器，包括多个处理室；具有机械手...

【专利技术属性】
技术研发人员：赛卡尔·克里斯娜萨米，维杰依·撒卡利，莫德凯·赖斯卡，唐纳德·佛丹纳尔，里奈特·史姆什，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：US