CN113103231A - 机械手归位方法及半导体热处理设备 - Google Patents

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CN113103231A CN202110349238.5A CN202110349238A CN113103231A CN 113103231 A CN113103231 A CN 113103231A CN 202110349238 A CN202110349238 A CN 202110349238A CN 113103231 A CN113103231 A CN 113103231A
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王凯
甄瑞杰
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Beijing Naura Microelectronics Equipment Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种半导体热处理设备中机械手的归位方法及半导体热处理设备。该方法包括以下步骤：S1，根据机械手的当前位置信息和预先定义的各个工位的危险区域，判断机械手是否位于任一工位的危险区域中；若是，则进行步骤S2；若否，则进行步骤S3；S2，检测机械手的当前承载状态，并根据当前承载状态，采用预设的与当前承载状态对应的安全归位方式控制机械手返回初始位置；S3，采用预设的正常归位方式控制机械手返回初始位置。应用本发明，可以使机械手能够安全地进行回初始位置操作，从而在保证安全的前提下，提升机台的维护效率。

Description

机械手归位方法及半导体热处理设备
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，具体地，涉及一种半导体热处理设备中机械手的归位方法及半导体热处理设备。
背景技术
机械手是半导体热处理设备中较为重要的部件，其用于在机台内部搬运、传输晶片(即Wafer)或晶片盒(即装载晶片的盒子，12 寸晶片的晶片盒即为Foup，8寸晶片的晶片盒即为Casstter)。
对于机械手而言，其经常执行的操作包括GET动作(取目标工件)、PUT动作(放目标工件)、MAP动作(扫描目标工位)及 HOME动作(机械手回到初始位置)等。其中，目标工件指的是各机械手动作的对象(即晶片或晶片盒)。通常在机台运动部件初始化阶段或者机械手动作失败需要维护机械手时，会进行HOME动作。
但是，现有的机械手进行HOME动作时，晶片盒与该工位上的紧固件或固定部件等可能发生干涉，从而拉伤机械手的手臂影响机械手的传取精度，或者直接导致晶片盒从机械手或者工位上掉下来造成整盒Wafer破片的损失。亦或者，机械手的手指(即Fork)可能会与Wafer发生剐蹭，致使Wafer被划伤，甚至将晶片从晶片盒的晶片承载槽(即Slot)中抽出、掉落造成破片事故等。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种半导体热处理设备中机械手的归位方法及半导体热处理设备，以使机械手能够安全地进行回初始位置操作，从而在保证安全的前提下，提升机台的维护效率。
为实现本发明的目的，第一方面提供一种半导体热处理设备中机械手的归位方法，包括以下步骤：
S1，根据所述机械手的当前位置信息和预先定义的各个工位的危险区域，判断所述机械手是否位于任一工位的所述危险区域中；若是，则进行步骤S2；若否，则进行步骤S3；
S2，检测所述机械手的当前承载状态，并根据所述当前承载状态，采用预设的与所述当前承载状态对应的安全归位方式控制所述机械手返回初始位置；
S3，采用预设的正常归位方式控制所述机械手返回初始位置。
可选地，所述判断所述机械手是否位于任一工位的所述危险区域中，包括：
判断所述机械手是否满足以下条件：
R≥RN-r；
θN-θΔ＜θ＜θN+θΔ；
ZN-Zbtm＜Z＜ZN+Ztop；
其中，所述R为当前所述机械手的承载面的中心点在机械手伸出方向的坐标；所述RN为一所述工位的基准点位在机械手伸出方向的基准坐标；所述r为工件在所述机械手上的投影边缘与所述工位的基准点位沿机械手伸出方向的距离；所述θ为当前所述机械手的承载面的中心点在机械手旋转方向的坐标；所述θN为一所述工位的基准点位在机械手旋转方向的基准坐标；所述θΔ为相对于所述θN，所述机械手与所述工位在机械手旋转方向发生干涉的最大角度；所述Z 为当前所述机械手的承载面的中心点在升降方向的坐标；所述ZN为一所述工位的基准点位在升降方向的基准坐标；所述Zbtm为所述机械手进行取放件动作时相对于所述工件的基准点位在升降方向的下降偏移量；所述Ztop为所述机械手进行取放件动作时相对于所述工件的基准点位在升降方向的上升偏移量；
若所述机械手满足所述条件，则确定所述机械手位于一所述工位的所述危险区域中；
若所述机械手不满足所述条件，则确定所述机械手不位于任一所述工位的所述危险区域中。
可选地，所述步骤S2包括：
S21，判断所述机械手上是否有工件，若有，则进行步骤S22；若无，则进行步骤S23；
S22，判断所述机械手上的所述工件的位置是否正确，若正确，则进行步骤S24；若不正确，则发出表示归位失败的信息；
S23，采用预设的第一安全归位方式控制所述机械手返回初始位置；
S24，采用预设的第二安全归位方式控制所述机械手返回初始位置；
其中，所述第一安全归位方式为先控制所述机械手下降第一预设偏移量，以使其移出所述危险区域，然后采用所述正常归位方式控制所述机械手返回初始位置；所述第二安全归位方式为先控制所述机械手上升第二预设偏移量，以使其移出所述危险区域，然后采用所述正常归位方式控制所述机械手返回初始位置。
可选地，所述采用预设的正常归位方式控制所述机械手返回初始位置，包括：
控制所述机械手依次沿机械手伸出方向、机械手旋转方向及升降方向向靠近初始位置的方向移动，直至所述机械手返回初始位置。
可选地，所述步骤S21包括：
判断所述机械手上的多个在位传感器中是否有所述在位传感器检测到所述工件，若有，则确定所述机械手上有所述工件；若没有，则确定所述机械手上无所述工件。
可选地，所述步骤S22包括：
判断所述机械手上的多个在位传感器是否均检测到所述工件，若是，则确定所述机械手上的所述工件的位置正确；若否，则确定所述机械手上的所述工件的位置不正确。
可选地，所述步骤S1，包括：
S11，将所述工位的工位号N设定为1；
S12，根据所述机械手的当前位置信息和预先定义的各个工位的危险区域，判断所述机械手是否位于第N个所述工位的所述危险区域中；若是，则进行所述步骤S2；若否，则将N加1，并进行步骤S13；
S13，判断N是否大于所述工位的总数，若是，则进行所述步骤 S3；若否，则返回所述步骤S12。
为实现本发明的目的，另一方面提供一种半导体热处理设备，包括工件承载结构、机械手、控制器，所述工件承载结构上设置有多个用于承载工件的工位，其中，
所述控制器被配置为根据所述机械手的当前位置信息和预先定义的各个工位的危险区域，判断所述机械手是否位于任一工位的所述危险区域中；在确定所述机械手位于一所述工位的所述危险区域中时，检测所述机械手的当前承载状态，并根据所述当前承载状态，采用预设的与所述当前承载状态对应的安全归位方式控制所述机械手返回初始位置；在确定所述机械手不位于任一所述工位的所述危险区域中时，采用预设的正常归位方式控制所述机械手返回初始位置。
可选地，所述控制器还被配置为判断所述机械手上是否有所述工件；在确定所述机械手上有所述工件时，判断所述机械手上的所述工件的位置是否正确，在确定所述机械手上的所述工件的位置正确时，采用预设的第二安全归位方式控制所述机械手返回初始位置，在确定所述机械手上的所述工件的位置不正确时，发出表示归位失败的信息；在确定所述机械手上没有所述工件时，采用预设的第一安全归位方式控制所述机械手返回初始位置；
其中，所述第一安全归位方式为先控制所述机械手下降第一预设偏移量，以使其移出所述危险区域，然后采用所述正常归位方式控制所述机械手返回初始位置；所述第二安全归位方式为先控制所述机械手上升第二预设偏移量，以使其移出所述危险区域，然后采用所述正常归位方式控制所述机械手返回初始位置。
可选地，所述机械手上设置有多个在位传感器；
所述控制还被配置为判断所述机械手上的多个在位传感器中是否有所述在位传感器检测到所述工件，在有所述在位传感器检测到所述工件时，确定所述机械手上有所述工件；在没有所述在位传感器检测到所述工件时，确定所述机械手上无所述工件；和/或，判断所述机械手上的多个在位传感器是否均检测到所述工件，在所述多个在位传感器均检测到所述工件时，确定所述机械手上的所述工件的位置正确；在所述多个在位传感器未均检测到所述工件时，确定所述机械手上的所述工件的位置不正确。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的机械手归位方法，在控制机械手返回初始位置之前，先判断机械手是否位于任一工位的危险区域，并在机械手位于危险区域时，根据机械手的当前承载状态，采用预设的与当前承载状态对应的安全归位方式控制机械手返回初始位置，修复了现有机械手 HOME动作时存在的安全漏洞，避免了机械手HOME动作造成的破片损失，有效保证了机械手回HOME时的安全性，提升了机台的可靠性，有效提升了机械手的可维护性，特别是在在晶片盒相对于STM 机械手或者晶片相对于WTM机械手的位置不易观察的情况下，能够方便的使机械手恢复初始位置且保证安全。且本机械手归位方法可在现有硬件条件下实施，不会增加硬件成本和改造成本。。
附图说明
图1为本发明实施例提供的机械手归位方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的机械手取/放工件路径示意图；
图3a机械手对某工位取放晶片盒时手臂活动范围示意图；
图3b机械手对某工位取放晶片时手指活动范围示意图；
图4为本发明实施例提供的机械手归位方法的逻辑流程图。
具体实施方式
下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”和“该”也可包括复数形式。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
下面结合附图以具体的实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。
请参照图1，为本实施例提供的一种半导体热处理设备中机械手的归位方法，可应用于机械手的控制***，使机械手安全地返回初始位置，避免机械手在回初始位置过程中造成的破片损失。如图1所示，该方法可以包括以下步骤：
步骤S1，根据机械手的当前位置信息和预先定义的各个工位的危险区域，判断机械手是否位于任一工位的危险区域中；若是，则进行步骤S2；若否，则进行步骤S3。
其中，机械手的当前位置信息可以理解为，当前时刻机械手与其所在(或最接近的)工位的相对位置。工位的危险区域可以理解为，当机械手从该区域返回初始位置时，可能会与该工位处的零部件(如定位销或固定支架等)发生干涉，致使机械手的传输精度降低，或者使传输的工件(如晶片盒或晶片等)发生剐蹭或掉落，造成破片事故等。例如，搬运晶片盒(FOUP/Casstter)的机械手(STM，主要用于晶片盒在晶片盒装载区与暂存区之间的传输)，若在危险区域直接执行HOME(返回初始位置)动作，则可能造成晶片盒与该工位上的定位销或支架干涉，从而拉伤机械手的手臂(ARM)影响传输或取片精度，或者直接导致晶片盒从机械手或者工位上掉落造成整盒晶片(Wafer)破片的损失。又例如，搬运晶片的机械手(WTM，主要用于晶片在晶片装载区域的传输)，若在危险区域直接执行HOME (返回初始位置)动作，则可能导致机械手的手指(Fork)与Wafer 发生剐蹭，甚至将晶片从晶片承载槽(即Slot)中抽出掉落，继而造成破片事故。
在机械手的实际控制过程中，控制***按照预先建立的三轴(Z、θ、R)坐标系确定每个工位的基准点位的坐标和机械手的当前位置坐标，其中，Z轴方向表示机械手升降方向，θ轴方向表示机械手(的手臂/手指)旋转方向，R轴方向表示机械手(手臂/手指)伸出方向。工位的基准点位的坐标可记为(ZN、θN、RN)，其中ZN表示机械手刚刚接触到目标工件时其承载面的中心在Z轴方向的坐标，θN表示机械手的伸缩端正对目标工件时其承载面的中心在θ轴方向的坐标， RN表示机械手朝向其所正对的目标工件伸出至其承载面的中心与目标工件的中心重合时，承载面的中心在R轴方向的坐标。
基于上述对坐标系及工位的基准点位的坐标的定义，如图3a和图3b所示，对于任一工位，判断机械手是否位于任一工位的危险区域中(图3a和图3b中具有阴影的部分)，包括：判断机械手是否满足以下条件：
R≥RN-r；
θN-θΔ＜θ＜θN+θΔ；
ZN-Zbtm＜Z＜ZN+Ztop；
其中，R为当前机械手的承载面的中心点在R轴方向的坐标； RN为工位的基准点位在R轴方向的基准坐标；如图3a和图3b所示， r为工件在机械手(手臂/手指)上的投影边缘与该工位的基准点位沿 R轴方向的距离，通常为工件在R轴方向的尺寸的二分之一。
上述θ为当前机械手的承载面的中心点在机械手旋转方向的坐标；θN为工位的基准点位在机械手旋转方向的基准坐标；如图3a和图3b所示，θΔ为相对于θN，机械手与工位在机械手旋转方向发生干涉的最大角度。
上述Z为当前时刻机械手的承载面的中心点在升降方向的坐标；ZN为一工位的基准点位在升降方向的基准坐标；Zbtm为机械手进行取放件动作时相对于工件的基准点位在升降方向的下降偏移量；Ztop为机械手进行取放件动作时相对于工件的基准点位在升降方向的上升偏移量。
机械手在实际进行取放片动作时，无论是上述STM还是WTM，其执行GET动作都是从低于目标工位的基准点位处进入，然后从高于目标工位的基准点位处退出。其中，机械手从最低点进入时其承载面中心的Z轴坐标相对目标工位的基准点位的Z轴坐标的绝对差值(差值的绝对值)即为上述Zbtm，机械手从最高点退出时其承载面中心的Z轴坐标相对目标工位的基准点位的Z轴坐标的绝对差值即为上述Ztop。机械手执行PUT动作都是从高于目标工位的基准点位处进入，然后从低于目标工位的基准点位处退出。其中，机械手从最高点进入时其承载面中心的Z轴坐标相对目标工位的基准点位的Z轴坐标的绝对差值即为上述Ztop，机械手从最低点退出时其承载面中心的Z轴坐标相对目标工位的基准点位的Z轴坐标的绝对差值即为上述Zbtm。
如图2所示，以GET动作为例，Point3为机械手进行GET/PUT 动作工位的基准点位。机械手先运动到预取位置Point1后，手臂开始伸入到Point2(动作轨迹1)，然后沿Z轴上升到Point3(动作轨迹2)，机械手与目标工件(指机械手动作的对象，如晶片盒、晶片等)接触，接着继续带着工件上升到Point4，将目标工件抬起(动作轨迹3)，最后手臂缩回到Point5(动作轨迹3)。其中，机械手从低于等于Point2(Point1)或高于等于Point4(Point5)的位置回初始位置通常不会与工位上的零部件发生干涉，可看作是正常归位；而机械手位于oint2与Point3之间或者Point 3与Point4之间的位置时可能处于上述危险区域，机械手从Point2与Point3之间的位置或者从Point 3与Point4之间的位置回初始位置可看作是异常归位。
在实际应用中，若机械手满足上述条件，则确定机械手位于一工位的危险区域中；若机械手不满足上述条件，则确定机械手不位于任一工位的危险区域中。
于本实施例一具体实施方式，通常有多个工位，可通过赋值的方式遍历每个工位，以对机械手是否位于任一工位的危险区域中进行检测，相应地，步骤S1，具体可以包括以下处理：S11，将工位的工位号N设定为1；S12，根据机械手的当前位置信息和预先定义的各个工位的危险区域，判断机械手是否位于第N个工位的危险区域中；若是，则进行步骤S2；若否，则将N加1，并进行步骤S13；S13，判断N是否大于工位的总数，若是，则进行步骤S3；若否，则返回步骤S12，从而实现对机械手是否位于任一工位的危险区域中进行准确检测。
步骤S2，检测机械手的当前承载状态，并根据当前承载状态，采用预设的与当前承载状态对应的安全归位方式控制机械手返回初始位置。
其中，承载状态可以包括三种：即机械手上没有工件、机械手上有工件且工件的位置正确及机械手上有工件且工件的位置不正确。
相应地，上述步骤S2具体可以包括以下处理：S21，判断机械手上是否有工件，若有，则进行步骤S22；若无，则进行步骤S23； S22，判断机械手上的工件的位置是否正确，若正确，则进行步骤S24；若不正确，则发出表示归位失败的信息；S23，采用预设的第一安全归位方式控制机械手返回初始位置；S24，采用预设的第二安全归位方式控制机械手返回初始位置。
其中，第一安全归位方式为先控制机械手下降第一预设偏移量，以使其移出危险区域，然后采用正常归位方式控制机械手返回初始位置；第二安全归位方式为先控制机械手上升第二预设偏移量，以使其移出危险区域，然后采用正常归位方式控制机械手返回初始位置。
具体地，上述第一预设偏移量可以大于等于上述Zbtm，上述第二预设偏移量可以大于等于上述Ztop，以保证机械手在下降第一预设偏移量或上升第二预设偏移量之后能够离开上述危险区域，进而确保在机械手执行正常回HOME动作时不会与工位上的零部件发生干涉。
于本实施例另一具体实施方式中，可以通过在位传感器检测机械手的当前承载状态，通常会在机械手上对应工件的各个部位设置多个在位传感器，以保证检测的准确性。相应地，上述步骤S21可具体包括以下处理：判断机械手上的多个在位传感器中是否有在位传感器检测到工件，若没有任何一个在位传感器检测到工件，则确定机械手上无工件，可以先控制机械手下降第一预设偏移量，以使其移出危险区域(类似PUT动作，可防止机械手移出危险区域时与工位上的零部件发生干涉)，然后采用正常归位方式控制机械手返回初始位置。若有任一在位传感器检测到工件，则确定机械手上有工件；需对工件的位置是否正确作进一步检测，以防机械手返回初始位置过程中对工件造成损伤。
进一步地，在确定机械手上有工件后，可以通过检测到工件的在位传感器数量检测工件的位置是否正确，相应地，上述步骤S22 可以具体包括以下处理：判断机械手上的多个在位传感器是否均检测到工件，若是，则确定机械手上的工件的位置正确，先控制机械手上升第二预设偏移量，以使其带着工件移出危险区域(类似GET动作，可防止机械手移出危险区域时与工位上的零部件发生干涉)，然后采用正常归位方式控制机械手返回初始位置。若有任何一个在位传感器没有检测到工件，则确定机械手上的工件的位置不正确，控制***可发出表示归位失败的信息，该信息可以包括声、光、电中一种或多种信息，以发出提示性报警，提醒人工介入，以对危险情况进行仔细观察判定，并可通过手操器点动将机械手退回到非危险区域(或直接通过手操器点动将机械手返回至初始位置)。
于本实施例另一具体实施方式中，可根据机械手与工位在高度方向的相对位置，确定如何控制机械手离开危险区。具体地，若机械手在工位的基准位置的上方，则向上移动机械手，直至机械手位于工位的非危险区域(某工位除危险区域以外的区域)；若机械手在工位的基准位置的下方，则向下移动机械手，直至机械手位于工位的非危险区域。如此，可更加准确安全地将机械手移动至非危险区域，以避免在位传感器检测错误的情况下，移动机械手至非危险区域的过程中使工件划伤或剐蹭甚至掉落等，如检测到机械手上没有片，但实际有片的情况下，下降机械手可能使机械手上的工件与工位上的零部件发生干涉，致使工件划伤或掉落等。
步骤S3，采用预设的正常归位方式控制机械手返回初始位置。
其中，正常归位方式可理解为，机械手从如图2中Point4的位置直接执行HOME动作，回到初始位置Point1。相应地，采用预设的正常归位方式控制机械手返回初始位置，可以包括以下处理：控制机械手依次沿R轴方向、机械手旋转方向及升降方向向靠近初始位置的方向移动，直至机械手返回初始位置。
于本实施例一具体实施方式中，如图4所示，该半导体热处理设备中机械手的归位方法的具体操作过程如下：
1)在控制机械手执行HOME动作时，先根据机械手当前的位置坐标选取与机械手距离最近的目标工位，该目标工位也可以是一个预设的工位，例如最低或最高的工位，对该目标工位的工位号赋值 N＝1，判断机械手是否位于该目标工位的危险区域(可根据机械手当前的位置坐标与目标工位的危险区域范围进行比较)；若否，则按指定顺序(例如沿远离赋值N＝1的目标工位的方向，从低至高的方向，或从高至低的方向)依次选取目标工位，并对目标工位的工位号赋值 N＝N+1，并依次判断机械手是否位于该目标工位的危险区域。如此，依次根据机械手当前的位置坐标与从工位1到工位N的危险区域范围进行比较，当工位号N大于机台总工位数时，可以确定机械手不在工位1～工位N中的任意一个工位的危险区域内，则可以直接按照正常归位方式控制机械手返回初始位置。即先执行机械手的手臂返回动作，使其R轴坐标为HOME位置的坐标，然后转动手臂，使其θ轴坐标为HOME位置的坐标，然后再上升或下降机械手，使其Z轴坐标为HOME位置的坐标；
2)当检测到机械手处于工位1～工位N中某个工位的危险区域内时：
①当检测到机械手上的在位传感器显示为Placement(即工件正常放置：手臂/手指上的在位传感器都检测到工件)时，先将机械手上升，使其Z轴坐标达到(Z0+Ztop)的位置，然后按照上述正常归位方式控制机械手返回初始位置，并反馈HOME动作完成信息。
②当检测到机械手上的在位传感器显示为Absent(即无工件：手臂/手指上的在位传感器都检测到没有工件)时，先将机械手下降，使其Z轴坐标达到(Z0-Zbtm)的位置，然后按照上述正常归位方式控制机械手返回初始位置，并反馈HOME动作完成信息。
③当检测到机械手上的在位传感器显示为Present(即工件异常放置：手臂/手指上的在位传感器有且只有部分传感器检测到有工件) 时，可机械手停在当前位置，反馈归位失败的信息，并发出提示性报警(如ErrorCode信息)，此时，可进行人工介入，以对危险情况进行仔细观察判定，并可通过手操器点动将机械手退回到非危险区域 (或直接通过手操器点动将机械手返回至初始位置)。
综上，本实施例提供的机械手归位方法，在控制机械手返回初始位置之前，先判断机械手是否位于任一工位的危险区域，并在机械手位于危险区域时，根据机械手的当前承载状态，采用预设的与当前承载状态对应的安全归位方式控制机械手返回初始位置，修复了现有机械手HOME动作时存在的安全漏洞，避免了机械手HOME动作造成的破片损失，有效保证了机械手回HOME时的安全性，提升了机台的可靠性。有效提升了机械手的可维护性，特别是在在晶片盒相对于STM机械手或者晶片相对于WTM机械手的位置不易观察的情况下，能够方便的使机械手恢复初始位置且保证安全。且本机械手归位方法可在现有硬件条件下实施，不会增加硬件成本和改造成本。
基于上述机械手归位方法相同的构思，本实施例还提供一种半导体热处理设备，包括工件承载结构、机械手、控制器，工件承载结构上设置有多个用于承载工件的工位，其中，
控制器被配置为根据机械手的当前位置信息和预先定义的各个工位的危险区域，判断机械手是否位于任一工位的危险区域中；在确定机械手位于一工位的危险区域中时，检测机械手的当前承载状态，并根据当前承载状态，采用预设的与当前承载状态对应的安全归位方式控制机械手返回初始位置；在确定机械手不位于任一工位的危险区域中时，采用预设的正常归位方式控制机械手返回初始位置。
本实施例提供的半导体热处理设备，至少能够实现上述半导体热处理设备机械手的归位方法所能够实现的有益效果，在此不再赘述。
于本实施例一具体实施方式中，控制器还被配置为判断机械手上是否有工件；在确定机械手上有工件时，判断机械手上的工件的位置是否正确，在确定机械手上的工件的位置正确时，采用预设的第二安全归位方式控制机械手返回初始位置，在确定机械手上的工件的位置不正确时，发出表示归位失败的信息；在确定机械手上没有工件时，采用预设的第一安全归位方式控制机械手返回初始位置；
其中，第一安全归位方式为先控制机械手下降第一预设偏移量，以使其移出危险区域，然后采用正常归位方式控制机械手返回初始位置；第二安全归位方式为先控制机械手上升第二预设偏移量，以使其移出危险区域，然后采用正常归位方式控制机械手返回初始位置。
于本实施例另一具体实施方式中，机械手上设置有多个在位传感器。控制还被配置为判断机械手上的多个在位传感器中是否有在位传感器检测到工件，在有在位传感器检测到工件时，确定机械手上有工件；在没有在位传感器检测到工件时，确定机械手上无工件；和/ 或，判断机械手上的多个在位传感器是否均检测到工件，在多个在位传感器均检测到工件时，确定机械手上的工件的位置正确；在多个在位传感器未均检测到工件时，确定机械手上的工件的位置不正确。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种半导体热处理设备中机械手的归位方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，根据所述机械手的当前位置信息和预先定义的各个工位的危险区域，判断所述机械手是否位于任一工位的所述危险区域中；若是，则进行步骤S2；若否，则进行步骤S3；
S2，检测所述机械手的当前承载状态，并根据所述当前承载状态，采用预设的与所述当前承载状态对应的安全归位方式控制所述机械手返回初始位置；
S3，采用预设的正常归位方式控制所述机械手返回初始位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述机械手是否位于任一工位的所述危险区域中，包括：
判断所述机械手是否满足以下条件：
R≥RN-r；
θN-θΔ＜θ＜θN+θΔ；
ZN-Zbtm＜Z＜ZN+Ztop；
其中，所述R为当前所述机械手的承载面的中心点在机械手伸出方向的坐标；所述RN为一所述工位的基准点位在机械手伸出方向的基准坐标；所述r为工件在所述机械手上的投影边缘与所述工位的基准点位沿机械手伸出方向的距离；所述θ为当前所述机械手的承载面的中心点在机械手旋转方向的坐标；所述θN为一所述工位的基准点位在机械手旋转方向的基准坐标；所述θΔ为相对于所述θN，所述机械手与所述工位在机械手旋转方向发生干涉的最大角度；所述Z为当前所述机械手的承载面的中心点在升降方向的坐标；所述ZN为一所述工位的基准点位在升降方向的基准坐标；所述Zbtm为所述机械手进行取放件动作时相对于所述工件的基准点位在升降方向的下降偏移量；所述Ztop为所述机械手进行取放件动作时相对于所述工件的基准点位在升降方向的上升偏移量；
若所述机械手满足所述条件，则确定所述机械手位于一所述工位的所述危险区域中；
若所述机械手不满足所述条件，则确定所述机械手不位于任一所述工位的所述危险区域中。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
S21，判断所述机械手上是否有工件，若有，则进行步骤S22；若无，则进行步骤S23；
S22，判断所述机械手上的所述工件的位置是否正确，若正确，则进行步骤S24；若不正确，则发出表示归位失败的信息；
S23，采用预设的第一安全归位方式控制所述机械手返回初始位置；
S24，采用预设的第二安全归位方式控制所述机械手返回初始位置；
其中，所述第一安全归位方式为先控制所述机械手下降第一预设偏移量，以使其移出所述危险区域，然后采用所述正常归位方式控制所述机械手返回初始位置；所述第二安全归位方式为先控制所述机械手上升第二预设偏移量，以使其移出所述危险区域，然后采用所述正常归位方式控制所述机械手返回初始位置。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述采用预设的正常归位方式控制所述机械手返回初始位置，包括：
控制所述机械手依次沿机械手伸出方向、机械手旋转方向及升降方向向靠近初始位置的方向移动，直至所述机械手返回初始位置。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S21包括：
判断所述机械手上的多个在位传感器中是否有所述在位传感器检测到所述工件，若有，则确定所述机械手上有所述工件；若没有，则确定所述机械手上无所述工件。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S22包括：
判断所述机械手上的多个在位传感器是否均检测到所述工件，若是，则确定所述机械手上的所述工件的位置正确；若否，则确定所述机械手上的所述工件的位置不正确。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1，包括：
S11，将所述工位的工位号N设定为1；
S12，根据所述机械手的当前位置信息和预先定义的各个工位的危险区域，判断所述机械手是否位于第N个所述工位的所述危险区域中；若是，则进行所述步骤S2；若否，则将N加1，并进行步骤S13；
S13，判断N是否大于所述工位的总数，若是，则进行所述步骤S3；若否，则返回所述步骤S12。
8.一种半导体热处理设备，其特征在于，包括工件承载结构、机械手、控制器，所述工件承载结构上设置有多个用于承载工件的工位，其中，
所述控制器被配置为根据所述机械手的当前位置信息和预先定义的各个工位的危险区域，判断所述机械手是否位于任一工位的所述危险区域中；在确定所述机械手位于一所述工位的所述危险区域中时，检测所述机械手的当前承载状态，并根据所述当前承载状态，采用预设的与所述当前承载状态对应的安全归位方式控制所述机械手返回初始位置；在确定所述机械手不位于任一所述工位的所述危险区域中时，采用预设的正常归位方式控制所述机械手返回初始位置。
9.根据权利要求8所述的半导体热处理设备，其特征在于，
所述控制器还被配置为判断所述机械手上是否有所述工件；在确定所述机械手上有所述工件时，判断所述机械手上的所述工件的位置是否正确，在确定所述机械手上的所述工件的位置正确时，采用预设的第二安全归位方式控制所述机械手返回初始位置，在确定所述机械手上的所述工件的位置不正确时，发出表示归位失败的信息；在确定所述机械手上没有所述工件时，采用预设的第一安全归位方式控制所述机械手返回初始位置；
其中，所述第一安全归位方式为先控制所述机械手下降第一预设偏移量，以使其移出所述危险区域，然后采用所述正常归位方式控制所述机械手返回初始位置；所述第二安全归位方式为先控制所述机械手上升第二预设偏移量，以使其移出所述危险区域，然后采用所述正常归位方式控制所述机械手返回初始位置。
10.根据权利要求9所述的半导体热处理设备，其特征在于，所述机械手上设置有多个在位传感器；
所述控制还被配置为判断所述机械手上的多个在位传感器中是否有所述在位传感器检测到所述工件，在有所述在位传感器检测到所述工件时，确定所述机械手上有所述工件；在没有所述在位传感器检测到所述工件时，确定所述机械手上无所述工件；和/或，判断所述机械手上的多个在位传感器是否均检测到所述工件，在所述多个在位传感器均检测到所述工件时，确定所述机械手上的所述工件的位置正确；在所述多个在位传感器未均检测到所述工件时，确定所述机械手上的所述工件的位置不正确。
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