CN103733325A - 具有多重连接装置机械手的***和校正多重连接装置机械手中位置及旋转对准的方法 - Google Patents
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Abstract
在此提供校正多重连结机械手中的旋转及线性偏差的方法。所述方法通过校正位置及旋转定向误差两者,允许终端受动器的精确定向,以于目标目的地取放基板。所述方法旋转吊杆连接装置至与所述目标目的地邻近的位置,通过旋转吊杆连接装置以及上臂连结件并延伸或收回腕部构件,来校正线性及旋转误差。在此披露包括长吊杆连接装置的***,并提供多种其他方面。
Description
相关申请
本申请要求享有来自于2011年8月8日提出申请、编号为No. 13/205,123、名称为“SYSTEMS HAVING MULTI-LINKAGE ROBOTS AND METHODSTO CORRECT POSITIONAL AND ROTATIONAL ALIGNMENT INMULTI-LINKAGE ROBOTS”(代理人案号No. 16361USA)的美国非临时专利申请案的优先权,所述美国非临时专利申请案在此因所有目的通过整体引用而并入本文。
技术领域
本发明涉及适于校正多重连结机械手(multi-link robot)中机械手臂的对准的方法。
背景技术
传统的电子装置制造***可包括多个处理腔室及负载锁定腔室(load lockchamber)。此类腔室可被包括在群集工具中,举例来说,其中多个处理腔室可围绕传递腔室分布。这些***及工具可采用铰接(articulated)多重连结机械手,这些铰接多重连结机械手可以被安置在所述传递腔室内并且在不同处理腔室及负载锁定件之间运输基板。例如,所述机械手可将基板从腔室运输到腔室、从负载锁定件运输到腔室、和(或)从腔室运输到负载锁定件。在不同***腔室之间有效率且精确的运输基板对***产量会是重要的,由此降低整体操作成本。此外,精确的基板置放可改善整体处理品质。在许多***中,选择性相容铰接机械手臂(Selective Compliant Articulated Robot Arm,SCARA)机械手100如在图1A及1B中所示地使用。SCARA机械手100使用三个连结件,这些连结件被二个电动机驱动。这三个连结件包含耦接至机身中段(waist)107的上臂连结件102、前臂连结件104及腕部构件106。终端受动器(end effector)108可耦接至腕部构件106,并适于携带基板105至取放目的地,例如处理腔室110。第一个电动机驱动机身中段107,由此允许机械手100在X-Y平面中的整体定位。第二个电动机驱动所有运动学上耦接的(kinematically-coupled)手臂102、104、106,使得腕部构件106沿线性轴112线性移动远离机身中段107。有问题之处在于,此种SCARA机械手100受困于位置对准与旋转对准之间的折衷。例如,由于校准和/或制造公差的缘故,线性轴112可偏离腔室110的法向轴(normal axis)114,例如图1A所示。在机械手100的线性轴112与腔室110的法向轴114之间的此种位置对准,可通过相对于机身中段107旋转整个SCARA机械手100得以校正,但仅止于引入如图1B中所示的旋转误差的时候。同样地,旋转误差可得以校正,但仅止于通过引入线性位置误差。在半导体制造中,腔室中基板的定向、以及基板从腔室到腔室的定向,对处理品质来说可为重要。
因此,需要用于有效率及精确的基板定向的改良方法。
发明内容
在一方面中,提供一种校正机械手中的偏差(misalignment)的方法。所述方法包括:提供机械手设备,所述机械手设备具有吊杆连接装置、上臂连结件、前臂连结件、腕部构件及终端受动器,所述上臂连结件耦接至所述吊杆连接装置,所述前臂连结件耦接至所述上臂连结件,所述腕部构件耦接至所述前臂连结件,并且所述终端受动器耦接至所述腕部构件;将所述吊杆连接装置定位于与目标地点邻近的地点;将所述终端受动器平移至接近所述目标地点;确定偏移的程度;至少部分地通过所述吊杆连接装置的旋转,来校正线性位置偏差;及校正旋转偏差。
在另一方面中,提供一种具有多重连接装置机械手设备的电子装置处理***。所述***包括:处理腔室,所述处理腔室包括法向轴,所述处理腔室适于由多重连接装置机械手所服务;所述多重连接装置机械手,具有吊杆连接装置、上臂连结件、前臂连结件、腕部构件及终端受动器,所述吊杆连接装置绕第一轴可旋转,所述上臂连结件于第二轴耦接至所述吊杆连接装置,所述前臂连结件耦接至所述上臂连结件,所述腕部构件耦接至所述前臂连结件,并且所述终端受动器耦接至所述腕部构件,其中所述第一轴与所述第二轴之间所述吊杆连接装置的长度大于所述第一轴与所述法向轴之间的距离。
根据本发明的这些与其他方面,提供多种其他方面。从以下的具体实施方式、所附的要求保护的范围及附图,本发明的其他特征及方面将更完全显而易见。
附图说明
图1A及1B是SCARA机械手的示意俯视图,图示根据现有技术的线性及旋转误差。
图2A及2B分别是根据实施方式的多重连结机械手的俯视图及等角视图,所述机械手包括长吊杆连接装置。
图3是流程图,描绘根据本发明一方面的校正机械手设备的偏差的方法。
图4是根据实施方式的多重连结机械手的俯视图,所述机械手包括长吊杆连接装置,所述长吊杆连接装置定位在处理腔室前方。
图5A是根据实施方式,在处理腔室中对偏(misalign)的多重连结机械手的终端受动器的俯视图。
图5B及5C是根据实施方式的偏差校正方法中,多重连结机械手于各阶段的俯视图。
具体实施方式
电子装置制造可能需要在不同地点之间非常精确及快速的运输基板。尤其是,希望此种机械手能够相对于这些机械手所服务的腔室(例如,处理腔室)被精确地定向。然而,如在此所述,传统的SCARA机械手受困于旋转偏差与位置偏差之间的折衷。因此,处理腔室中的基板定向可劣于最佳值,由此提供减少的间隙或未适当定位(意即偏差)的情况。尤其是,在教示转换地点(handofflocation)(用于取放操作)周围的机械手的时候,可出现位置误差、旋转误差,或两者。这可转化成为基板制造中所使用的定向识别记号(orientation notch)的位置或旋转误差,由此产生可能的处理变化(process variation)。此外,这可减少与诸如处理腔室壁、狭缝阀等等***部件的间隙。
因此,在第一方面中,本发明是一种精确定向机械手的方法,其中旋转误差及位置误差两者皆得以校正。
本发明的例示性实施方式的进步细节将在此参照图2A至5C说明。
图2A至2B是电子装置处理***200的例示性实施方式的图,所述***包括多重连接装置机械手设备204,所述多重连接装置机械手设备可运用或实施本发明的各方面。电子装置处理***200可适于例如在不同腔室(例如,处理腔室)之间传递基板。电子装置处理***200包括外壳201,所述外壳包括腔室202(例如,传递腔室)。腔室202可包括顶部、底部及侧面壁,并可维持在(例如)合适的处理真空下。机械手设备204可被接纳及安装在腔室202中,并适于在所述腔室中是可操作的。
机械手设备204可适于精确地从目标目的地拾取基板205,或将所述基板放置到所述目标目的地,所述基板被安置在机械手设备204的终端受动器228上。所述目标目的地可为在一个或更多个处理腔室206中的理想置放地点,所述一个或更多个处理腔室耦接至腔室202。此外,机械手设备204可以从作为所述目标地点的一个或更多个负载锁定腔室208拾取基板205,或将所述基板放置到所述一个或更多个负载锁定腔室。基板205可为半导体晶片、平板显示器玻璃、太阳能电池、或其他类似的电子装置基板。
腔室206可为适于在基板205上执行任意数目的处理步骤的处理腔室,诸如是:沉积、氧化、硝化、蚀刻、抛光、清洁、光刻或类似处理步骤。负载锁定腔室208可适于与工厂接口(factory interface)209相接,所述工厂接口可从基板载器(substrate carrier)211(例如,前开口统一式匣(Front Opening UnifiedPods,FOUP))接收基板205,所述基板载器可连接于工厂接口209的装载口部(load port)。另一机械手(未显示)可用以在基板载器211与负载锁定腔室208之间传递基板205,如箭头212所示。可以任何顺序进行传递。
机械手设备204可还包括底座207及吊杆连接装置213,所述底座适于附接至腔室202的壁(例如,地板),所述吊杆连接装置在所描绘的实施方式中是大致刚性的悬臂梁。吊杆连接装置213可以顺时针或逆时针旋转方向绕第一旋转轴214在X-Y平面中被旋转。可通过诸如旋转电动机之类任何合适的驱动构件来提供绕第一旋转轴214的旋转,所述旋转电动机可被容纳在电动机外壳216中,诸如传统的可变磁阻或永磁电动机。可使用其他类型的电动机。吊杆连接装置213的旋转可被从控制器217给所述第一电动机的合适命令所控制。
被安装于吊杆连接装置213的外侧端(outboard end)、在偏离第一旋转轴214且与第一旋转轴214间隔开的第一径向位置处的,是上臂连结件218。上臂连结件218可相对于吊杆连接装置213绕偏离第一旋转轴214且与第一旋转轴214间隔开的第二旋转轴219在所述X-Y平面中被旋转。在此实施方式中,上臂连结件218可被驱动电动机及驱动组件(未显示)独立地驱动,所述驱动组件耦接至吊杆连接装置213或电动机外壳216。所述驱动电动机可为传统的步进电动机,或可变磁阻或永磁电动机。可使用其他类型的电动机。驱动组件可包含用于驱动上臂连结件218的任何合适结构。在某些实施方式中,上臂连结件218可被延伸电动机(extension motor)(未显示)旋转,以沿延伸轴延伸终端受动器228,所述延伸轴对准终端受动器228的纵轴。在另一方面中,上臂连结件218可绕所述上臂连结件的机身中段被旋转,使得上臂连结件218、前臂连结件222、腕部构件226及终端受动器228可绕所述机身中段(绕轴219)被一起旋转。
在与第二旋转轴219间隔开的第二位置处耦接至上臂连结件218的是前臂连结件222。前臂连结件222相对于上臂连结件218绕位于所述第二位置处的第三旋转轴223在所述X-Y平面中旋转。
位于前臂连结件222的外侧端上、在与第三旋转轴223间隔开的位置处的,是腕部构件226。腕部构件226相对于前臂连结件222绕第四旋转轴227在所述X-Y平面中旋转。此外,腕部构件226适于耦接至终端受动器228(或称为“承载片(blade)”),其中终端受动器228适于在取放操作期间携带及运输基板205。终端受动器128可具任何合适的结构。终端受动器228可为被动的,或可包括些主动手段以保持基板205,诸如是机械夹或静电能力(electrostaticcapability)。终端受动器228可通过诸如机械紧固、粘着、夹持等任何合适的手段而耦接至腕部构件226。可选择地,腕部构件226及终端受动器228可通过形成为一体件来互相耦接。在某些实施方式中,可包括腕部驱动组件(未显示),所述腕部驱动组件可适于允许腕部构件226相对于前臂连结件222绕第四旋转轴227被独立地旋转。
用于吊杆连接装置213、上臂连结件218、及腕部构件226的这些驱动电动机可各自包括反馈传感器,以提供精确的位置信息反馈至控制器217。
在图2A所描绘的实施方式中,机械手设备204显示为位于并被安放在腔室202(例如,传递腔室)中。然而,应认识到,机械手设备204以及在此所说明的方法,可有利地用在电子装置制造的其他领域中,举例来说,诸如用在工厂接口209中,其中机械手设备204可在工厂接口209的装载口部与所述处理***的负载锁定腔室208之间运输基板205。机械手设备204也能够有其他运输用途。
在操作上,从控制器217至吊杆连接装置驱动电动机(未显示)的控制信号可致使吊杆连接装置213绕第一轴214旋转。此外,从控制器217至腕部驱动电动机(未显示)的控制信号可致使腕部构件226及所耦接的终端受动器228相对于前臂连结件222绕旋转轴227并在所述X-Y平面中独立旋转。同样地,从控制器217至上臂驱动电动机(未显示)的控制信号可致使上臂连结件218相对于吊杆连接装置213绕旋转轴219并在所述X-Y平面中旋转,由此绕第二轴219一起扫掠(sweep)上臂连结件218、前臂连结件222及腕部构件226。可由延伸电动机(未显示)实现终端受动器226的延伸。因此,由机械手设备204可实现终端受动器228的无限种传递路径。
在某些实施方式中,通过驱动所述延伸电动机,前臂连结件222可被上臂连结件218的动作在运动学上驱动。换言之,上臂连结件218的旋转导致前臂连结件222的限定的旋转,因为所述上臂连结件及所述前臂连结件二者在运动学上是相连结的,例如通过内部滑轮及皮带或类似物。可运用本方法发明的机械手设备204的进一步说明,可参见申请于2010年7月15日的WO2010/0809083,标题为“Robot Systems,Apparatus and Methods ForTransporting Substrates In Electronic Device Manufacturing”,所述申请案的全文在此通过引用方式并入。
现在更详细参看图3及图4,说明根据本发明的方法用以校正机械手设备204的位置及旋转定向的方法。校正在机械手设备204中的位置及旋转偏差的方法300,如参考图2A至2B所说明,包括:在302提供机械手设备204,所述机械手设备具有吊杆连接装置213、上臂连结件218、前臂连结件222、腕部构件226及终端受动器228,所述上臂连结件耦接至所述吊杆连接装置213,所述前臂连结件耦接至所述上臂连结件218,所述腕部构件耦接至所述前臂连结件,并且所述终端受动器耦接至所述腕部构件226。方法300进一步包括:在304,将吊杆连接装置213定位于目标地点(例如,取放地点)邻近的地点。所述目标地点可为在处理腔室206中限定的理想地点,诸如位于所述处理腔室的物理中心。在某些实施方式中,吊杆连接装置213将被旋转至目标地点206邻近的地点,而连接装置218及222被收回(retract),如图4所示。
接着,在306,上臂连结件218相对于吊杆连接装置213被旋转,前臂连结件222相对于吊杆连接装置213被旋转及平移,而腕部构件226被平移以将终端受动器228定位至接近目标地点205T(见图5A)。此动作是由所述延伸电动机沿实际轴线206A驱动(例如,平移)终端受动器228进入处理腔室206的动作所致。在理想情况下,即在由于机械手底座207在X方向上与目标地点205T的X座标完美地对准且完美地旋转对准,而没有线性或旋转偏差的情况下,不须进步的调整。然而,在多数实际情况下,当终端受动器228被适当地延伸且在Y方向上被定位在所期望的目标地点和/或在Y方向(例如,206Y)上靠近所期望的目标地点(对应于用于置放基板205的理论Y中心地点)时,则在X方向上会有些线性偏差Xm,如图5A中所示。所述线性偏差Xm是用于理论上完美置放的基板205T的理论中心地点在X方向上的地点与实际基板205A的地点之间在X方向上的距离差。为了校正线性偏差Xm的量,可采用吊杆连接装置213、腕部构件226和/或上臂连结件218的各种动作组合。
在一个实施方式中,在X方向上校正线性位置偏差Xm可通过在一方向上旋转吊杆连接装置213来实现,所述方向将校正位置偏差Xm,也就是使Xm大致等于零。例如,若如图5B所示定位吊杆连接装置213且终端受动器228的X位置在理想法向轴206X的右边,则X方向上的线性位置偏差Xm可至少部分地通过相对于图5B中所示的位置,以顺时针方向旋转吊杆连接装置213,如图5C所示,而得以校正。此外,X方向上的线性位置偏差Xm可至少部分地通过相对于吊杆连接装置213旋转上臂连结件218而得以校正。Y方向上的线性位置偏差,可至少部分地通过以下方式得以校正:通过相对于吊杆连接装置213旋转上臂连结件218,使得前臂连结件222及腕部构件226也旋转,而在Y方向上延伸或收回终端受动器228(例如,沿延伸轴206A延伸终端受动器228)。
根据本发明的一方面,使吊杆连接装置213的长度L(见图2A)长于用以将第二轴219与处理腔室206的法向轴206X对准的理想长度。以此种方式,不论+X还是–X方向上距标称位置(nominal position)的偏差量(deviation)都可得以校正。吊杆连接装置213的长度可被做成至少加长一量,所述量等于因X轴线性偏差而导致的最大预期偏差量(例如,Xm最大值)。
以例子来说明,并参看图5A及5B,将说明一个适当的校正过程。所述校正的相对顺序无关紧要,但若遵守在此说明的顺序可减少校正线性及旋转偏差所需的重复次数。首先,确定X方向上线性偏差Xm的程度。这可通过测量以确定处理腔室206的实际轴线206A位于理想法向轴206X的右侧还是左侧而实现。依照所需的准确度,这可牵涉精确的测量或是简单的目测估计。在此,术语“X方向”是所使用的相对性词语。所述X方向横向于处理腔室206(意即,平行于图4之前端面(front facet)206F的方向),而Y方向垂直于校正过程所执行所在的处理腔室206的前端面206F。在处理腔室206中的X及Y正常位置(normal position),是在腔室206内用于最优处理的期望位置(意即,X和Y方向上的理想目标置放地点)。一旦确定了于所述理想置放目标地点处的X方向上的线性偏差范围Xm,吊杆连接装置213就可被旋转(顺时针或逆时针)直到实际轴线206A近乎对准理想法向轴206X为止。一般而言,在此同时,上臂连结件218的机身中段电动机将相对于吊杆连接装置213被旋转,且一般以绕机身中段轴219的相同旋转方向旋转。以此种方式,上臂连结件218、前臂连结件222及腕部构件226(及所耦接的终端受动器228)同步移动,大体上扫掠过与距吊杆连接装置213相同的旋转角。这一般将实际轴线206A对准理想法向轴206X。于此阶段也可校正任何剩余的旋转偏差。旋转偏差的程度可通过在多个地点测量终端受动器228与处理腔室206的壁206W之间的距离来确定,例如在地点A与B测量。依照所期望的置放准确度,可需要吊杆连接装置213额外的重复旋转、以及上臂连结件218、前臂连结件222及腕部构件226(及所耦接的终端受动器228)同步绕机身中段轴219的扫掠。在此之后,Y方向上的线性偏差可通过以SCARA延伸电动机(未显示)旋转上臂连结件218,从而沿轴线206A延伸(或视情况收回)终端受动器228,而得以校正。SCARA延伸电动机致使上臂连结件218及前臂连结件222相对地旋转,但仅沿实际轴线206A平移终端受动器228。就此,X及Y线性偏差误差如同任何旋转偏差那样而得以校正。
现将参看图3说明校正偏差的方法300。对准是相对于目标地点205T而执行的,所述目标地点205T是在电子装置处理***200内基板205将被取放(见图4)的理想置放地点(见虚线圆圈205T)。方法300可包括:在方块302,提供机械手设备204,所述机械手设备具有吊杆连接装置213、上臂连结件218、前臂连结件222、腕部构件226及终端受动器228,所述上臂连结件耦接至所述吊杆连接装置213,所述前臂连结件耦接至所述上臂连结件218,所述腕部构件耦接至所述前臂连结件222,并且所述终端受动器耦接至所述腕部构件222。在方块304,吊杆连接装置213被定位于目标地点205T邻近的地点。例如,如图4中所示,吊杆连接装置213一开始被定位使得附接有上臂连结件218的吊杆末端被置于邻近处理腔室206(在前方),所述处理腔室是该对准方法相对于目标地点205T被实施之处。吊杆连接装置213应被置于一位置,该位置是当机械手204服务于该特定处理腔室206时所述吊杆连接装置将要在的位置。例如,吊杆连接装置213可被置放在处理腔室206的前端面206F的前方。在方块306,终端受动器228被平移至接近目标地点205T。一般而言,所述平移将通过以下方式实现:用延伸电动机(未显示)旋转上臂连结件218及前臂连结件222,导致腕部构件226及所耦接的终端受动器228沿实际轴线206A的单纯平移。终端受动器228一般可在Y方向上被平移,直到终端受动器228被定位成使得由终端受动器228所携带的假想基板被定位成相对靠近(例如,距离在几毫米内)目标地点205T为止。一旦在Y方向上被标称定位,则在方块308可确定偏移的程度。偏移的程度(或偏移度)可通过执行任何合适的测量而得以确定。这可牵涉精确的测量或是简单的目测估计。偏移量可由X-Y平面中的线性偏差和/或旋转偏差所组成。例如,X方向上的偏差Xm可通过以下方式来确定:当终端受动器228被置放于靠近目标地点205T时,在终端受动器228上的限定的地点测量与处理腔室206的壁206W之间的距离。旋转偏差的程度可通过以下方式来确定:在多个间隔开的地点测量终端受动器228与处理腔室206的壁206W之间的距离,例如在已知地点A及B测量。
在方块310,X方向上的线性位置偏差至少部分地通过旋转吊杆连接装置213而得以校正。一般而言,提供吊杆连接装置213的旋转,同时(或顺次)产生上臂连结件218、前臂连结件222及腕部构件226绕机身中段轴219的扫掠动作。吊杆连接装置213的旋转角度将大体上等于上臂连结件218、前臂连结件222及腕部构件226绕机身中段轴219的扫掠角度。
在方块312,任何剩余的旋转偏差至少部分将被校正。实际轴线206A与理想法向轴206X之间的旋转偏差可通过相对于吊杆连接装置213旋转上臂连结件218而实现。尤其是,旋转偏差可通过绕机身中段轴219一起扫掠上臂连结件218、前臂连结件222及腕部构件226来实现。一起扫掠的动作牵涉在上臂连结件218、前臂连结件222及腕部构件226的任一者之间没有相对旋转。
在于可接受的移位极限范围(displacement limit)内校正X方向上的线性偏差、以及在可接受的旋转极限范围内校正旋转偏差之后,Y方向上任何剩余的线性偏差可通过在Y方向上延伸(意即,通过延伸)终端受动器228适当量而至期望的极限范围内而得以校正。
在另一实施方式中,X方向及Y方向上的线性位置偏差首先至少部分地通过以下方式被校正:单独旋转吊杆连接装置213和/或通过上臂连结件218、前臂连结件222及腕部构件226绕机身中段轴线219的一起(或顺次)扫掠动作,以及沿实际轴线206A延伸终端受动器228直到终端受动器228被定位以使得基板205会被提供于理想地点205T为止。在此X及Y偏差的校正之后,可提供终端受动器228的本身动作,在这种本身动作中,通过旋转吊杆连接装置213、上臂连结件218、前臂连结件222及腕部构件226,同时终端受动器228相对于理想地点205T无进一步X或Y动作发生,来校正任何旋转偏差。由于由吊杆连接装置213所提供的额外连接装置,机械手设备204可先校正X及Y偏差,然后利用本身动作来校正旋转偏差。本身动作在此被定义为机械手设备204的以下动作:未导致终端受动器228的任何X或Y动作,但仅绕理想地点205T旋转终端受动器228。
以上的说明仅披露本发明的例示性实施方式。以上披露的落在本发明范围内的方法的修改,对于本领域普通技术人员来说应显而易见。因此,尽管已经针对本发明的例示性实施方式披露了本发明,但应理解其他实施方式可落在本发明的精神及范围内,所述范围将由以下的所要求保护的范围所限定。
Claims (11)
1.一种校正机械手中的偏差的方法,所述方法包含以下步骤:
提供机械手设备,所述机械手设备具有吊杆连接装置、上臂连结件、前臂连结件、腕部构件和终端受动器,所述上臂连结件耦接至所述吊杆连接装置,所述前臂连结件耦接至所述上臂连结件,所述腕部构件耦接至所述前臂连结件,并且所述终端受动器耦接至所述腕部构件;
将所述吊杆连接装置定位于与目标地点邻近的地点;
将所述终端受动器平移至接近所述目标地点;
确定偏移的程度;
至少部分地通过所述吊杆连接装置的旋转,来校正线性位置偏差;和
校正旋转偏差。
2.如权利要求1所述的方法,包含至少部分地通过旋转所述吊杆连接装置及相对于所述吊杆连接装置旋转所述上臂连结件,来校正X方向上的线性位置偏差。
3.如权利要求1所述的方法,包含至少部分地通过相对于所述吊杆连接装置旋转所述上臂连结件,来校正旋转偏差。
4.如权利要求1所述的方法,包含至少部分地通过旋转所述吊杆连接装置及相对于所述吊杆连接装置旋转所述上臂连结件,来校正旋转偏差。
5.如权利要求4所述的方法,包含至少部分地通过相对于所述吊杆连接装置旋转所述上臂连结件,同时在所述上臂连结件与所述前臂连结件之间不产生任何相对旋转,来校正旋转偏差。
6.如权利要求4所述的方法,包含至少部分地通过相对于所述吊杆连接装置旋转所述上臂连结件,同时在所述前臂连结件与所述腕部构件之间不产生任何相对旋转,来校正旋转偏差。
7.如权利要求1所述的方法,包含提供一段长度的所述吊杆连接装置,所述长度大于所述吊杆连接装置的第一旋转轴在X方向上与处理腔室的法向轴中心线之间的距离。
8.如权利要求1所述的方法,包含至少部分地通过旋转所述吊杆连接装置及相对于所述吊杆连接装置旋转所述上臂连结件,来校正Y方向上的线性位置偏差。
9.如权利要求1所述的方法,包含
校正X方向上及Y方向上的线性位置偏差;和接着
通过所述机械手设备的本身动作,校正旋转偏差。
10.一种校正机械手中的偏差的方法,所述方法包含以下步骤:
提供机械手设备,所述机械手设备具有吊杆连接装置、上臂连结件、前臂连结件、腕部构件和终端受动器,所述上臂连结件耦接至所述吊杆连接装置,所述前臂连结件耦接至所述上臂连结件,所述腕部构件耦接至所述前臂连结件,并且所述终端受动器耦接至所述腕部构件;
将所述吊杆连接装置定位于与目标地点邻近的地点;
旋转并平移所述上臂连结件、所述前臂连结件和所述腕部构件,以将所述终端受动器定位至接近所述目标地点;
确定X及Y方向上的位置偏差和旋转偏差的程度;
至少部分地通过旋转所述吊杆连接装置及相对于所述吊杆连接装置旋转所述上臂连结件,来校正所述X方向上的线性位置偏差;
至少部分地通过相对于所述吊杆连接装置延伸所述终端受动器,来校正所述Y方向上的线性位置偏差;和
至少部分地通过相对于所述吊杆连接装置旋转所述上臂连结件,来校正旋转偏差。
11.一种具有多重连接装置机械手设备的电子装置处理***,包含:
处理腔室,所述处理腔室包括法向轴,所述处理腔室适于由多重连接装置机械手所服务;
所述多重连接装置机械手,具有
吊杆连接装置,所述吊杆连接装置绕第一轴可旋转,
上臂连结件,所述上臂连结件于第二轴耦接至所述吊杆连接装置,
前臂连结件,所述前臂连结件耦接至所述上臂连结件,
腕部构件,所述腕部构件耦接至所述前臂连结件,和
终端受动器,所述终端受动器耦接至所述腕部构件,
其中所述第一轴与所述第二轴之间所述吊杆连接装置的长度大于所述第一轴与所述法向轴之间的距离。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105789090A (zh) * | 2015-01-14 | 2016-07-20 | 株式会社Snu精密 | 有机发光元件制造用集群型沉积装置 |
CN110788852A (zh) * | 2018-08-01 | 2020-02-14 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 机械手的校准方法、校准装置和半导体处理设备 |
CN114269523A (zh) * | 2019-06-25 | 2022-04-01 | 应用材料公司 | 机器人保持物体的基于传感器的校正 |
CN114514094A (zh) * | 2019-08-19 | 2022-05-17 | 应用材料公司 | 处理***对准器站的校准 |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9076829B2 (en) * | 2011-08-08 | 2015-07-07 | Applied Materials, Inc. | Robot systems, apparatus, and methods adapted to transport substrates in electronic device manufacturing |
KR20130096072A (ko) * | 2012-02-21 | 2013-08-29 | 삼성전자주식회사 | 기판 반송 장치 |
US9281222B2 (en) * | 2013-03-15 | 2016-03-08 | Applied Materials, Inc. | Wafer handling systems and methods |
KR101458697B1 (ko) * | 2013-04-19 | 2014-11-05 | 현대중공업 주식회사 | 기판 이송장치 및 이를 이용한 기판 이송방법 |
US9330951B2 (en) | 2013-06-05 | 2016-05-03 | Persimmon Technologies, Corp. | Robot and adaptive placement system and method |
US10054482B2 (en) * | 2014-09-22 | 2018-08-21 | Antonio Maccari | Tool for positioning a scanning device |
JP6475756B2 (ja) * | 2015-02-04 | 2019-02-27 | 川崎重工業株式会社 | ロボットのぶれ自動調整装置及びロボットのぶれ自動調整方法 |
US11144043B2 (en) * | 2016-02-02 | 2021-10-12 | Abb Schweiz Ag | Method and system for aligning a tool during programming of an industrial robot |
DE102016103929A1 (de) * | 2016-03-04 | 2017-09-07 | Hiwin Technologies Corp. | Verfahren zur Weg-Planung für ein mit einem Roboterarm durchgeführtes Array-basiertes Pick-und-Place und Kompensator zur Verwendung in dem Verfahren |
US10099377B2 (en) * | 2016-06-29 | 2018-10-16 | Applied Materials, Inc. | Methods and systems providing misalignment correction in robots |
CA3113433C (en) | 2018-09-24 | 2021-07-27 | T.A. Systems, Inc. | Rotary tool adjuster for robot with end of arm tool having multiple tools |
JP7470586B2 (ja) * | 2020-07-14 | 2024-04-18 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板搬送システム及び基板搬送方法 |
CN116086896B (zh) * | 2023-04-06 | 2023-06-16 | 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 | 一种适用于变压器取油机器人的标准化取油装置及方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10173022A (ja) * | 1996-12-10 | 1998-06-26 | Mecs:Kk | ウェハ搬送装置 |
US5789890A (en) * | 1996-03-22 | 1998-08-04 | Genmark Automation | Robot having multiple degrees of freedom |
US6105454A (en) * | 1995-07-10 | 2000-08-22 | Kensington Laboratories, Inc. | Single and dual end effector, multiple link robot arm systems having triaxial drive motors |
US7383751B2 (en) * | 2003-07-14 | 2008-06-10 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Articulated robot |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5064340A (en) * | 1989-01-20 | 1991-11-12 | Genmark Automation | Precision arm mechanism |
IT1251017B (it) * | 1991-05-21 | 1995-04-28 | Ugo Crippa | Meccanismo per compiere traiettorie prefissate assimilabili ad ellittiche |
JPH09134944A (ja) * | 1995-11-07 | 1997-05-20 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板位置補正方法及び同装置 |
US6059517A (en) * | 1996-09-17 | 2000-05-09 | Begin; Robert George | End effector assembly for inclusion in a system for producing uniform deposits on a wafer |
JPH10277986A (ja) * | 1997-04-01 | 1998-10-20 | Mecs:Kk | 薄型基板のアライメント装置 |
US6491491B1 (en) * | 1997-10-30 | 2002-12-10 | Sankyo Seiki Mfg. Co., Ltd. | Articulated robot |
JP3154983B2 (ja) * | 1998-01-13 | 2001-04-09 | 株式会社東芝 | 処理装置、および平面表示装置の基板製造装置 |
JP2000071187A (ja) * | 1998-08-27 | 2000-03-07 | Komatsu Ltd | ワーク搬送ロボット |
DE10015062B4 (de) * | 2000-03-25 | 2010-05-12 | Braun Gmbh | Bürstenkopf und Verfahren zur Herstellung eines solchen Bürstenkopfs |
JP4558981B2 (ja) | 2000-11-14 | 2010-10-06 | 株式会社ダイヘン | トランスファロボット |
JP3955499B2 (ja) * | 2001-08-07 | 2007-08-08 | 日本電産サンキョー株式会社 | ハンドの位置合わせ方法およびその装置 |
JP4852719B2 (ja) | 2005-12-05 | 2012-01-11 | 日本電産サンキョー株式会社 | 多関節型ロボット |
WO2009014647A1 (en) * | 2007-07-20 | 2009-01-29 | Applied Materials, Inc. | Dual-mode robot systems and methods for electronic device manufacturing |
US20090182454A1 (en) * | 2008-01-14 | 2009-07-16 | Bernardo Donoso | Method and apparatus for self-calibration of a substrate handling robot |
US8444129B2 (en) * | 2008-07-22 | 2013-05-21 | Applied Materials, Inc. | Methods of verifying effectiveness of a put of a substrate onto a substrate support |
WO2010080983A2 (en) | 2009-01-11 | 2010-07-15 | Applied Materials, Inc. | Robot systems, apparatus and methods for transporting substrates in electronic device manufacturing |
JP2011119556A (ja) * | 2009-12-07 | 2011-06-16 | Yaskawa Electric Corp | 水平多関節ロボットおよびそれを備えた搬送装置 |
-
2011
- 2011-08-08 US US13/205,123 patent/US8768513B2/en active Active
-
2012
- 2012-07-27 KR KR1020147006115A patent/KR102057187B1/ko active IP Right Grant
- 2012-07-27 WO PCT/US2012/048651 patent/WO2013022622A2/en active Application Filing
- 2012-07-27 CN CN201280039655.9A patent/CN103733325B/zh active Active
- 2012-07-27 JP JP2014525039A patent/JP6058004B2/ja active Active
- 2012-08-03 TW TW101128047A patent/TWI513968B/zh active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6105454A (en) * | 1995-07-10 | 2000-08-22 | Kensington Laboratories, Inc. | Single and dual end effector, multiple link robot arm systems having triaxial drive motors |
US5789890A (en) * | 1996-03-22 | 1998-08-04 | Genmark Automation | Robot having multiple degrees of freedom |
JPH10173022A (ja) * | 1996-12-10 | 1998-06-26 | Mecs:Kk | ウェハ搬送装置 |
US7383751B2 (en) * | 2003-07-14 | 2008-06-10 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Articulated robot |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105789090A (zh) * | 2015-01-14 | 2016-07-20 | 株式会社Snu精密 | 有机发光元件制造用集群型沉积装置 |
CN110788852A (zh) * | 2018-08-01 | 2020-02-14 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 机械手的校准方法、校准装置和半导体处理设备 |
CN110788852B (zh) * | 2018-08-01 | 2021-08-13 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 机械手的校准方法、校准装置和半导体处理设备 |
CN114269523A (zh) * | 2019-06-25 | 2022-04-01 | 应用材料公司 | 机器人保持物体的基于传感器的校正 |
CN114514094A (zh) * | 2019-08-19 | 2022-05-17 | 应用材料公司 | 处理***对准器站的校准 |
CN114514094B (zh) * | 2019-08-19 | 2024-05-24 | 应用材料公司 | 处理***对准器站的校准 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2013022622A2 (en) | 2013-02-14 |
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---|---|---|---|
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant |