具有多重連接裝置機械手的系統(tǒng)和校正多重連接裝置機械手中位置及旋轉(zhuǎn)對準的方法
【專利摘要】在此提供校正多重連結機械手中的旋轉(zhuǎn)及線性偏差的方法。所述方法通過校正位置及旋轉(zhuǎn)定向誤差兩者，允許終端受動器的精確定向，以于目標目的地取放基板。所述方法旋轉(zhuǎn)吊桿連接裝置至與所述目標目的地鄰近的位置，通過旋轉(zhuǎn)吊桿連接裝置以及上臂連結件并延伸或收回腕部構件，來校正線性及旋轉(zhuǎn)誤差。在此披露包括長吊桿連接裝置的系統(tǒng)，并提供多種其他方面。
【專利說明】具有多重連接裝置機械手的系統(tǒng)和校正多重連接裝置機械手中位置及旋轉(zhuǎn)對準的方法
[0001]相關申請
[0002]本申請要求享有來自于2011年8月8日提出申請、編號為N0.13/205，123、名稱為“SYSTEMS HAVING MULT1-LINKAGE ROBOTS AND METHODS TO CORRECT POSITIONAL ANDROTATIONAL ALIGNMENT IN MULT1-LINKAGE ROBOTS”(代理人案號 N0.16361USA)的美國非臨時專利申請案的優(yōu)先權，所述美國非臨時專利申請案在此因所有目的通過整體引用而并入本文。
【技術領域】
[0003]本發(fā)明涉及適于校正多重連結機械手(mult1-link robot)中機械手臂的對準的方法。
【背景技術】
[0004]傳統(tǒng)的電子裝置制造系統(tǒng)可包括多個處理腔室及負載鎖定腔室(load lockchamber)。此類腔室可被包括在群集工具中，舉例來說，其中多個處理腔室可圍繞傳遞腔室分布。這些系統(tǒng)及工具可采用鉸接(articulated)多重連結機械手，這些鉸接多重連結機械手可以被安置在所述傳遞腔室內(nèi)并且在不同處理腔室及負載鎖定件之間運輸基板。例如，所述機械手可將基板從腔室運輸?shù)角皇?、從負載鎖定件運輸?shù)角皇摇⒑?或)從腔室運輸?shù)截撦d鎖定件。在不同系統(tǒng)腔室之間有效率且精確的運輸基板對系統(tǒng)產(chǎn)量會是重要的，由此降低整體操作成本。此外，精確的基板置放可改善整體處理品質(zhì)。在許多系統(tǒng)中，選擇性相容絞接機械手臂(Selective Compliant Articulated Robot Arm, SCARA)機械手100如在圖1A及IB中所示地使用。SCARA機械手100使用三個連結件，這些連結件被二個電動機驅(qū)動。這三個連結件包含耦接至機身中段(waist) 107的上臂連結件102、前臂連結件104及腕部構件106。終端受動器(end effector) 108可稱接至腕部構件106,并適于攜帶基板105至取放目的地，例如處理腔室110。第一個電動機驅(qū)動機身中段107，由此允許機械手100在X-Y平面中的整體定位。第二個電動機驅(qū)動所有運動學上耦接的(kinematically-coupled)手臂102、104、106,使得腕部構件106沿線性軸112線性移動遠離機身中段107。有問題之處在于，此種SCARA機械手100受困于位置對準與旋轉(zhuǎn)對準之間的折衷。例如，由于校準和/或制造公差的緣故，線性軸112可偏離腔室110的法向軸(normal axis) 114，例如圖1A所示。在機械手100的線性軸112與腔室110的法向軸114之間的此種位置對準，可通過相對于機身中段107旋轉(zhuǎn)整個SCARA機械手100得以校正，但僅止于引入如圖1B中所示的旋轉(zhuǎn)誤差的時候。同樣地，旋轉(zhuǎn)誤差可得以校正，但僅止于通過引入線性位置誤差。在半導體制造中，腔室中基板的定向、以及基板從腔室到腔室的定向，對處理品質(zhì)來說可為重要。
[0005]因此，需要用于有效率及精確的基板定向的改良方法。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在一方面中，提供一種校正機械手中的偏差(misalignment)的方法。所述方法包括:提供機械手設備，所述機械手設備具有吊桿連接裝置、上臂連結件、前臂連結件、腕部構件及終端受動器，所述上臂連結件耦接至所述吊桿連接裝置，所述前臂連結件耦接至所述上臂連結件，所述腕部構件耦接至所述前臂連結件，并且所述終端受動器耦接至所述腕部構件；將所述吊桿連接裝置定位于與目標地點鄰近的地點；將所述終端受動器平移至接近所述目標地點；確定偏移的程度；至少部分地通過所述吊桿連接裝置的旋轉(zhuǎn)，來校正線性位置偏差；及校正旋轉(zhuǎn)偏差。
[0007]在另一方面中，提供一種具有多重連接裝置機械手設備的電子裝置處理系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括:處理腔室，所述處理腔室包括法向軸，所述處理腔室適于由多重連接裝置機械手所服務；所述多重連接裝置機械手，具有吊桿連接裝置、上臂連結件、前臂連結件、腕部構件及終端受動器，所述吊桿連接裝置繞第一軸可旋轉(zhuǎn)，所述上臂連結件于第二軸耦接至所述吊桿連接裝置，所述前臂連結件耦接至所述上臂連結件，所述腕部構件耦接至所述前臂連結件，并且所述終端受動器耦接至所述腕部構件，其中所述第一軸與所述第二軸之間所述吊桿連接裝置的長度大于所述第一軸與所述法向軸之間的距離。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的這些與其他方面，提供多種其他方面。從以下的【具體實施方式】、所附的要求保護的范圍及附圖，本發(fā)明的其他特征及方面將更完全顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1A及IB是SCARA機械手的示意俯視圖，圖示根據(jù)現(xiàn)有技術的線性及旋轉(zhuǎn)誤差。
[0010]圖2A及2B分別是根據(jù)實施方式的多重連結機械手的俯視圖及等角視圖，所述機械手包括長吊桿連接裝置。
[0011]圖3是流程圖，描繪根據(jù)本發(fā)明一方面的校正機械手設備的偏差的方法。
[0012]圖4是根據(jù)實施方式的多重連結機械手的俯視圖，所述機械手包括長吊桿連接裝置，所述長吊桿連接裝置定位在處理腔室前方。
[0013]圖5A是根據(jù)實施方式，在處理腔室中對偏(misalign)的多重連結機械手的終端受動器的俯視圖。
[0014]圖5B及5C是根據(jù)實施方式的偏差校正方法中，多重連結機械手于各階段的俯視圖。
【具體實施方式】
[0015]電子裝置制造可能需要在不同地點之間非常精確及快速的運輸基板。尤其是，希望此種機械手能夠相對于這些機械手所服務的腔室(例如，處理腔室)被精確地定向。然而，如在此所述，傳統(tǒng)的SCARA機械手受困于旋轉(zhuǎn)偏差與位置偏差之間的折衷。因此，處理腔室中的基板定向可劣于最佳值，由此提供減少的間隙或未適當定位(意即偏差)的情況。尤其是，在教示轉(zhuǎn)換地點(handoff location)(用于取放操作)周圍的機械手的時候，可出現(xiàn)位置誤差、旋轉(zhuǎn)誤差，或兩者。這可轉(zhuǎn)化成為基板制造中所使用的定向識別記號(orientationnotch)的位置或旋轉(zhuǎn)誤差，由此產(chǎn)生可能的處理變化(process variation)。此外,這可減少與諸如處理腔室壁、狹縫閥等等系統(tǒng)部件的間隙。[0016]因此，在第一方面中，本發(fā)明是一種精確定向機械手的方法，其中旋轉(zhuǎn)誤差及位置誤差兩者皆得以校正。
[0017]本發(fā)明的例示性實施方式的進步細節(jié)將在此參照圖2A至5C說明。
[0018]圖2A至2B是電子裝置處理系統(tǒng)200的例示性實施方式的圖，所述系統(tǒng)包括多重連接裝置機械手設備204，所述多重連接裝置機械手設備可運用或?qū)嵤┍景l(fā)明的各方面。電子裝置處理系統(tǒng)200可適于例如在不同腔室(例如，處理腔室)之間傳遞基板。電子裝置處理系統(tǒng)200包括外殼201，所述外殼包括腔室202(例如，傳遞腔室)。腔室202可包括頂部、底部及側面壁，并可維持在(例如)合適的處理真空下。機械手設備204可被接納及安裝在腔室202中，并適于在所述腔室中是可操作的。
[0019]機械手設備204可適于精確地從目標目的地拾取基板205，或?qū)⑺龌宸胖玫剿瞿繕四康牡?，所述基板被安置在機械手設備204的終端受動器228上。所述目標目的地可為在一個或更多個處理腔室206中的理想置放地點，所述一個或更多個處理腔室耦接至腔室202。此外，機械手設備204可以從作為所述目標地點的一個或更多個負載鎖定腔室208拾取基板205，或?qū)⑺龌宸胖玫剿鲆粋€或更多個負載鎖定腔室?；?05可為半導體晶片、平板顯示器玻璃、太陽能電池、或其他類似的電子裝置基板。
[0020]腔室206可為適于在基板205上執(zhí)行任意數(shù)目的處理步驟的處理腔室，諸如是:沉積、氧化、硝化、蝕刻、拋光、清潔、光刻或類似處理步驟。負載鎖定腔室208可適于與工廠接口(factory interface) 209 相接，所述工廠接口可從基板載器(substrate carrier) 211(例如，前開口統(tǒng)一式匣(Front Opening Unified Pods, FOUP))接收基板205,所述基板載器可連接于工廠接口 209的裝載口部(load port)。另一機械手(未顯示)可用以在基板載器211與負載鎖定腔室208之間傳遞基板205，如箭頭212所示。可以任何順序進行傳遞。[0021 ] 機械手設備204可還包括底座207及吊桿連接裝置213，所述底座適于附接至腔室202的壁(例如，地板)，所述吊桿連接裝置在所描繪的實施方式中是大致剛性的懸臂梁。吊桿連接裝置213可以順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)方向繞第一旋轉(zhuǎn)軸214在X-Y平面中被旋轉(zhuǎn)?？赏ㄟ^諸如旋轉(zhuǎn)電動機之類任何合適的驅(qū)動構件來提供繞第一旋轉(zhuǎn)軸214的旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)電動機可被容納在電動機外殼216中，諸如傳統(tǒng)的可變磁阻或永磁電動機。可使用其他類型的電動機。吊桿連接裝置213的旋轉(zhuǎn)可被從控制器217給所述第一電動機的合適命令所控制。
[0022]被安裝于吊桿連接裝置213的外側端(outboard end)、在偏離第一旋轉(zhuǎn)軸214且與第一旋轉(zhuǎn)軸214間隔開的第一徑向位置處的，是上臂連結件218。上臂連結件218可相對于吊桿連接裝置213繞偏離第一旋轉(zhuǎn)軸214且與第一旋轉(zhuǎn)軸214間隔開的第二旋轉(zhuǎn)軸219在所述X-Y平面中被旋轉(zhuǎn)。在此實施方式中，上臂連結件218可被驅(qū)動電動機及驅(qū)動組件(未顯示)獨立地驅(qū)動，所述驅(qū)動組件耦接至吊桿連接裝置213或電動機外殼216。所述驅(qū)動電動機可為傳統(tǒng)的步進電動機，或可變磁阻或永磁電動機?？墒褂闷渌愋偷碾妱訖C。驅(qū)動組件可包含用于驅(qū)動上臂連結件218的任何合適結構。在某些實施方式中，上臂連結件218可被延伸電動機(extension motor)(未顯示)旋轉(zhuǎn)，以沿延伸軸延伸終端受動器228,所述延伸軸對準終端受動器228的縱軸。在另一方面中，上臂連結件218可繞所述上臂連結件的機身中段被旋轉(zhuǎn)，使得上臂連結件218、前臂連結件222、腕部構件226及終端受動器228可繞所述機身中段(繞軸219)被一起旋轉(zhuǎn)。[0023]在與第二旋轉(zhuǎn)軸219間隔開的第二位置處耦接至上臂連結件218的是前臂連結件222。前臂連結件222相對于上臂連結件218繞位于所述第二位置處的第三旋轉(zhuǎn)軸223在所述X-Y平面中旋轉(zhuǎn)。
[0024]位于前臂連結件222的外側端上、在與第三旋轉(zhuǎn)軸223間隔開的位置處的，是腕部構件226。腕部構件226相對于前臂連結件222繞第四旋轉(zhuǎn)軸227在所述X-Y平面中旋轉(zhuǎn)。此外，腕部構件226適于耦接至終端受動器228 (或稱為“承載片(blade) ”)，其中終端受動器228適于在取放操作期間攜帶及運輸基板205。終端受動器128可具任何合適的結構。終端受動器228可為被動的，或可包括些主動手段以保持基板205，諸如是機械夾或靜電能力(electrostatic capability)。終端受動器228可通過諸如機械緊固、粘著、夾持等任何合適的手段而耦接至腕部構件226?？蛇x擇地，腕部構件226及終端受動器228可通過形成為一體件來互相耦接。在某些實施方式中，可包括腕部驅(qū)動組件(未顯示)，所述腕部驅(qū)動組件可適于允許腕部構件226相對于前臂連結件222繞第四旋轉(zhuǎn)軸227被獨立地旋轉(zhuǎn)。
[0025]用于吊桿連接裝置213、上臂連結件218、及腕部構件226的這些驅(qū)動電動機可各自包括反饋傳感器，以提供精確的位置信息反饋至控制器217。
[0026]在圖2A所描繪的實施方式中，機械手設備204顯示為位于并被安放在腔室202(例如，傳遞腔室)中。然而，應認識到，機械手設備204以及在此所說明的方法，可有利地用在電子裝置制造的其他領域中，舉例來說，諸如用在工廠接口 209中，其中機械手設備204可在工廠接口 209的裝載口部與所述處理系統(tǒng)的負載鎖定腔室208之間運輸基板205。機械手設備204也能夠有其他運輸用途。
[0027]在操作上，從控制器217至吊桿連接裝置驅(qū)動電動機(未顯示)的控制信號可致使吊桿連接裝置213繞第一軸214旋轉(zhuǎn)。此外，從控制器217至腕部驅(qū)動電動機(未顯示)的控制信號可致使腕部構件226及所耦接的終端受動器228相對于前臂連結件222繞旋轉(zhuǎn)軸227并在所述X-Y平面中獨立旋轉(zhuǎn)。同樣地，從控制器217至上臂驅(qū)動電動機(未顯示)的控制信號可致使上臂連結件218相對于吊桿連接裝置213繞旋轉(zhuǎn)軸219并在所述X-Y平面中旋轉(zhuǎn)，由此繞第二軸219 —起掃掠(swe印)上臂連結件218、前臂連結件222及腕部構件226?？捎裳由祀妱訖C(未顯示)實現(xiàn)終端受動器226的延伸。因此，由機械手設備204可實現(xiàn)終端受動器228的無限種傳遞路徑。
[0028]在某些實施方式中，通過驅(qū)動所述延伸電動機，前臂連結件222可被上臂連結件218的動作在運動學上驅(qū)動。換言之，上臂連結件218的旋轉(zhuǎn)導致前臂連結件222的限定的旋轉(zhuǎn)，因為所述上臂連結件及所述前臂連結件二者在運動學上是相連結的，例如通過內(nèi)部滑輪及皮帶或類似物。可運用本方法發(fā)明的機械手設備204的進一步說明，可參見申請于 2010 年 7 月 15 日的 W02010/0809083，標題為“Robot Systems, Apparatus and MethodsFor Transporting Substrates In Electronic Device Manufacturing，，,所述申請案的全文在此通過引用方式并入。
[0029]現(xiàn)在更詳細參看圖3及圖4，說明根據(jù)本發(fā)明的方法用以校正機械手設備204的位置及旋轉(zhuǎn)定向的方法。校正在機械手設備204中的位置及旋轉(zhuǎn)偏差的方法300，如參考圖2A至2B所說明，包括:在302提供機械手設備204，所述機械手設備具有吊桿連接裝置213、上臂連結件218、前臂連結件222、腕部構件226及終端受動器228，所述上臂連結件耦接至所述吊桿連接裝置213，所述前臂連結件耦接至所述上臂連結件218，所述腕部構件耦接至所述前臂連結件，并且所述終端受動器耦接至所述腕部構件226。方法300進一步包括:在304,將吊桿連接裝置213定位于目標地點(例如,取放地點)鄰近的地點。所述目標地點可為在處理腔室206中限定的理想地點，諸如位于所述處理腔室的物理中心。在某些實施方式中，吊桿連接裝置213將被旋轉(zhuǎn)至目標地點206鄰近的地點，而連接裝置218及222被收回(retract)，如圖4所示。
[0030]接著，在306，上臂連結件218相對于吊桿連接裝置213被旋轉(zhuǎn)，前臂連結件222相對于吊桿連接裝置213被旋轉(zhuǎn)及平移，而腕部構件226被平移以將終端受動器228定位至接近目標地點205T (見圖5A)。此動作是由所述延伸電動機沿實際軸線206A驅(qū)動(例如，平移)終端受動器228進入處理腔室206的動作所致。在理想情況下，即在由于機械手底座207在X方向上與目標地點205T的X座標完美地對準且完美地旋轉(zhuǎn)對準，而沒有線性或旋轉(zhuǎn)偏差的情況下，不須進步的調(diào)整。然而，在多數(shù)實際情況下，當終端受動器228被適當?shù)匮由烨以赮方向上被定位在所期望的目標地點和/或在Y方向(例如，206Y)上靠近所期望的目標地點(對應于用于置放基板205的理論Y中心地點)時，則在X方向上會有些線性偏差Xm，如圖5A中所示。所述線性偏差Xm是用于理論上完美置放的基板205T的理論中心地點在X方向上的地點與實際基板205A的地點之間在X方向上的距離差。為了校正線性偏差Xm的量，可采用吊桿連接裝置213、腕部構件226和/或上臂連結件218的各種動作組
八
口 ο
[0031 ] 在一個實施方式中，在X方向上校正線性位置偏差Xm可通過在一方向上旋轉(zhuǎn)吊桿連接裝置213來實現(xiàn)，所述方向?qū)⑿Ｕ恢闷頧m，也就是使Xm大致等于零。例如，若如圖5B所示定位吊桿連接裝置213且終端受動器228的X位置在理想法向軸206X的右邊，則X方向上的線性位置偏差Xm可至少部分地通過相對于圖5B中所示的位置，以順時針方向旋轉(zhuǎn)吊桿連接裝置213，如圖5C所示，而得以校正。此外，X方向上的線性位置偏差Xm可至少部分地通過相對于吊桿連接裝置213旋轉(zhuǎn)上臂連結件218而得以校正。Y方向上的線性位置偏差，可至少部分地通過以下方式得以校正:通過相對于吊桿連接裝置213旋轉(zhuǎn)上臂連結件218，使得前臂連結件222及腕部構件226也旋轉(zhuǎn)，而在Y方向上延伸或收回終端受動器228 (例如，沿延伸軸206A延伸終端受動器228)。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的一方面，使吊桿連接裝置213的長度L (見圖2A)長于用以將第二軸219與處理腔室206的法向軸206X對準的理想長度。以此種方式，不論+X還是-X方向上距標稱位置(nominal position)的偏差量(deviation)都可得以校正。吊桿連接裝置213的長度可被做成至少加長一量，所述量等于因X軸線性偏差而導致的最大預期偏差量(例如，Xm最大值)。
[0033]以例子來說明，并參看圖5A及5B，將說明一個適當?shù)男Ｕ^程。所述校正的相對順序無關緊要，但若遵守在此說明的順序可減少校正線性及旋轉(zhuǎn)偏差所需的重復次數(shù)。首先，確定X方向上線性偏差Xm的程度。這可通過測量以確定處理腔室206的實際軸線206A位于理想法向軸206X的右側還是左側而實現(xiàn)。依照所需的準確度，這可牽涉精確的測量或是簡單的目測估計。在此，術語“X方向”是所使用的相對性詞語。所述X方向橫向于處理腔室206 (意即，平行于圖4之前端面(front facet) 206F的方向),而Y方向垂直于校正過程所執(zhí)行所在的處理腔室206的前端面206F。在處理腔室206中的X及Y正常位置(normalposition)，是在腔室206內(nèi)用于最優(yōu)處理的期望位置(意即，X和Y方向上的理想目標置放地點)。一旦確定了于所述理想置放目標地點處的X方向上的線性偏差范圍Xm，吊桿連接裝置213就可被旋轉(zhuǎn)(順時針或逆時針)直到實際軸線206A近乎對準理想法向軸206X為止。一般而言，在此同時，上臂連結件218的機身中段電動機將相對于吊桿連接裝置213被旋轉(zhuǎn)，且一般以繞機身中段軸219的相同旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。以此種方式，上臂連結件218、前臂連結件222及腕部構件226 (及所耦接的終端受動器228)同步移動，大體上掃掠過與距吊桿連接裝置213相同的旋轉(zhuǎn)角。這一般將實際軸線206A對準理想法向軸206X。于此階段也可校正任何剩余的旋轉(zhuǎn)偏差。旋轉(zhuǎn)偏差的程度可通過在多個地點測量終端受動器228與處理腔室206的壁206W之間的距離來確定，例如在地點A與B測量。依照所期望的置放準確度，可需要吊桿連接裝置213額外的重復旋轉(zhuǎn)、以及上臂連結件218、前臂連結件222及腕部構件226 (及所耦接的終端受動器228)同步繞機身中段軸219的掃掠。在此之后，Y方向上的線性偏差可通過以SCARA延伸電動機(未顯示)旋轉(zhuǎn)上臂連結件218，從而沿軸線206A延伸(或視情況收回)終端受動器228，而得以校正。SCARA延伸電動機致使上臂連結件218及前臂連結件222相對地旋轉(zhuǎn)，但僅沿實際軸線206A平移終端受動器228。就此，X及Y線性偏差誤差如同任何旋轉(zhuǎn)偏差那樣而得以校正。
[0034]現(xiàn)將參看圖3說明校正偏差的方法300。對準是相對于目標地點205T而執(zhí)行的，所述目標地點205T是在電子裝置處理系統(tǒng)200內(nèi)基板205將被取放(見圖4)的理想置放地點(見虛線圓圈205T)。方法300可包括:在方塊302，提供機械手設備204，所述機械手設備具有吊桿連接裝置213、上臂連結件218、前臂連結件222、腕部構件226及終端受動器228，所述上臂連結件耦接至所述吊桿連接裝置213，所述前臂連結件耦接至所述上臂連結件218，所述腕部構件耦接至所述前臂連結件222，并且所述終端受動器耦接至所述腕部構件222。在方塊304，吊桿連接裝置213被定位于目標地點205T鄰近的地點。例如，如圖4中所示，吊桿連接裝置213 —開始被定位使得附接有上臂連結件218的吊桿末端被置于鄰近處理腔室206 (在前方)，所述處理腔室是該對準方法相對于目標地點205T被實施之處。吊桿連接裝置213應被置于一位置，該位置是當機械手204服務于該特定處理腔室206時所述吊桿連接裝置將要在的位置。例如，吊桿連接裝置213可被置放在處理腔室206的前端面206F的前方。在方塊306，終端受動器228被平移至接近目標地點205T。一般而言，所述平移將通過以下方式實現(xiàn):用延伸電動機(未顯示)旋轉(zhuǎn)上臂連結件218及前臂連結件222，導致腕部構件226及所耦接的終端受動器228沿實際軸線206A的單純平移。終端受動器228 —般可在Y方向上被平移，直到終端受動器228被定位成使得由終端受動器228所攜帶的假想基板被定位成相對靠近(例如，距離在幾毫米內(nèi))目標地點205T為止。一旦在Y方向上被標稱定位，則在方塊308可確定偏移的程度。偏移的程度(或偏移度)可通過執(zhí)行任何合適的測量而得以確定。這可牽涉精確的測量或是簡單的目測估計。偏移量可由X-Y平面中的線性偏差和/或旋轉(zhuǎn)偏差所組成。例如，X方向上的偏差Xm可通過以下方式來確定:當終端受動器228被置放于靠近目標地點205T時，在終端受動器228上的限定的地點測量與處理腔室206的壁206W之間的距離。旋轉(zhuǎn)偏差的程度可通過以下方式來確定:在多個間隔開的地點測量終端受動器228與處理腔室206的壁206W之間的距離，例如在已知地點A及B測量。
[0035]在方塊310，X方向上的線性位置偏差至少部分地通過旋轉(zhuǎn)吊桿連接裝置213而得以校正。一般而言，提供吊桿連接裝置213的旋轉(zhuǎn)，同時(或順次)產(chǎn)生上臂連結件218、前臂連結件222及腕部構件226繞機身中段軸219的掃掠動作。吊桿連接裝置213的旋轉(zhuǎn)角度將大體上等于上臂連結件218、前臂連結件222及腕部構件226繞機身中段軸219的掃掠角度。
[0036]在方塊312，任何剩余的旋轉(zhuǎn)偏差至少部分將被校正。實際軸線206A與理想法向軸206X之間的旋轉(zhuǎn)偏差可通過相對于吊桿連接裝置213旋轉(zhuǎn)上臂連結件218而實現(xiàn)。尤其是，旋轉(zhuǎn)偏差可通過繞機身中段軸219 —起掃掠上臂連結件218、前臂連結件222及腕部構件226來實現(xiàn)。一起掃掠的動作牽涉在上臂連結件218、前臂連結件222及腕部構件226的任一者之間沒有相對旋轉(zhuǎn)。
[0037]在于可接受的移位極限范圍(displacement limit)內(nèi)校正X方向上的線性偏差、以及在可接受的旋轉(zhuǎn)極限范圍內(nèi)校正旋轉(zhuǎn)偏差之后，Y方向上任何剩余的線性偏差可通過在Y方向上延伸(意即，通過延伸)終端受動器228適當量而至期望的極限范圍內(nèi)而得以校正。
[0038]在另一實施方式中，X方向及Y方向上的線性位置偏差首先至少部分地通過以下方式被校正:單獨旋轉(zhuǎn)吊桿連接裝置213和/或通過上臂連結件218、前臂連結件222及腕部構件226繞機身中段軸線219的一起(或順次)掃掠動作，以及沿實際軸線206A延伸終端受動器228直到終端受動器228被定位以使得基板205會被提供于理想地點205T為止。在此X及Y偏差的校正之后，可提供終端受動器228的本身動作，在這種本身動作中，通過旋轉(zhuǎn)吊桿連接裝置213、上臂連結件218、前臂連結件222及腕部構件226，同時終端受動器228相對于理想地點205T無進一步X或Y動作發(fā)生，來校正任何旋轉(zhuǎn)偏差。由于由吊桿連接裝置213所提供的額外連接裝置，機械手設備204可先校正X及Y偏差，然后利用本身動作來校正旋轉(zhuǎn)偏差。本身動作在此被定義為機械手設備204的以下動作:未導致終端受動器228的任何X或Y動作，但僅繞理想地點205T旋轉(zhuǎn)終端受動器228。
[0039]以上的說明僅披露本發(fā)明的例示性實施方式。以上披露的落在本發(fā)明范圍內(nèi)的方法的修改，對于本領域普通技術人員來說應顯而易見。因此，盡管已經(jīng)針對本發(fā)明的例示性實施方式披露了本發(fā)明，但應理解其他實施方式可落在本發(fā)明的精神及范圍內(nèi)，所述范圍將由以下的所要求保護的范圍所限定。
【權利要求】
1.一種校正機械手中的偏差的方法，所述方法包含以下步驟: 提供機械手設備，所述機械手設備具有吊桿連接裝置、上臂連結件、前臂連結件、腕部構件和終端受動器，所述上臂連結件耦接至所述吊桿連接裝置，所述前臂連結件耦接至所述上臂連結件，所述腕部構件耦接至所述前臂連結件，并且所述終端受動器耦接至所述腕部構件； 將所述吊桿連接裝置定位于與目標地點鄰近的地點； 將所述終端受動器平移至接近所述目標地點； 確定偏移的程度； 至少部分地通過所述吊桿連接裝置的旋轉(zhuǎn)，來校正線性位置偏差；和 校正旋轉(zhuǎn)偏差。
2.如權利要求1所述的方法，包含至少部分地通過旋轉(zhuǎn)所述吊桿連接裝置及相對于所述吊桿連接裝置旋轉(zhuǎn)所述上臂連結件，來校正X方向上的線性位置偏差。
3.如權利要求1所述的方法，包含至少部分地通過相對于所述吊桿連接裝置旋轉(zhuǎn)所述上臂連結件，來校正旋轉(zhuǎn)偏差。
4.如權利要求1所述的方法，包含至少部分地通過旋轉(zhuǎn)所述吊桿連接裝置及相對于所述吊桿連接裝置旋轉(zhuǎn)所述上臂連結件，來校正旋轉(zhuǎn)偏差。
5.如權利要求4所述的方法，包含至少部分地通過相對于所述吊桿連接裝置旋轉(zhuǎn)所述上臂連結件，同時在所述上臂連結件與所述前臂連結件之間不產(chǎn)生任何相對旋轉(zhuǎn)，來校正旋轉(zhuǎn)偏差。
6.如權利要求4所述的方法，包含至少部分地通過相對于所述吊桿連接裝置旋轉(zhuǎn)所述上臂連結件，同時在所述前臂連結件與所述腕部構件之間不產(chǎn)生任何相對旋轉(zhuǎn)，來校正旋轉(zhuǎn)偏差。
7.如權利要求1所述的方法，包含提供一段長度的所述吊桿連接裝置，所述長度大于所述吊桿連接裝置的第一旋轉(zhuǎn)軸在X方向上與處理腔室的法向軸中心線之間的距離。
8.如權利要求1所述的方法，包含至少部分地通過旋轉(zhuǎn)所述吊桿連接裝置及相對于所述吊桿連接裝置旋轉(zhuǎn)所述上臂連結件，來校正Y方向上的線性位置偏差。
9.如權利要求1所述的方法，包含 校正X方向上及Y方向上的線性位置偏差；和接著 通過所述機械手設備的本身動作，校正旋轉(zhuǎn)偏差。
10.一種校正機械手中的偏差的方法，所述方法包含以下步驟: 提供機械手設備，所述機械手設備具有吊桿連接裝置、上臂連結件、前臂連結件、腕部構件和終端受動器，所述上臂連結件耦接至所述吊桿連接裝置，所述前臂連結件耦接至所述上臂連結件，所述腕部構件耦接至所述前臂連結件，并且所述終端受動器耦接至所述腕部構件； 將所述吊桿連接裝置定位于與目標地點鄰近的地點； 旋轉(zhuǎn)并平移所述上臂連結件、所述前臂連結件和所述腕部構件，以將所述終端受動器定位至接近所述目標地點； 確定X及Y方向上的位置偏差和旋轉(zhuǎn)偏差的程度； 至少部分地通過旋轉(zhuǎn)所述 吊桿連接裝置及相對于所述吊桿連接裝置旋轉(zhuǎn)所述上臂連結件，來校正所述X方向上的線性位置偏差； 至少部分地通過相對于所述吊桿連接裝置延伸所述終端受動器，來校正所述Y方向上的線性位置偏差；和 至少部分地通過相對于所述吊桿連接裝置旋轉(zhuǎn)所述上臂連結件，來校正旋轉(zhuǎn)偏差。
11.一種具有多重連接裝置機械手設備的電子裝置處理系統(tǒng)，包含: 處理腔室，所述處理腔室包括法向軸，所述處理腔室適于由多重連接裝置機械手所服務; 所述多重連接裝置機械手，具有 吊桿連接裝置，所述吊桿連接裝置繞第一軸可旋轉(zhuǎn)， 上臂連結件，所述上臂連結件于第二軸耦接至所述吊桿連接裝置， 前臂連結件，所述前臂連結件耦接至所述上臂連結件， 腕部構件，所述腕部構件耦接至所述前臂連結件，和 終端受動器，所述終端受動器耦接至所述腕部構件， 其中所述第一軸與所述 第二軸之間所述吊桿連接裝置的長度大于所述第一軸與所述法向軸之間的距離。
【文檔編號】B65G49/07GK103733325SQ201280039655
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年7月27日 優(yōu)先權日:2011年8月8日
【發(fā)明者】達蒙·基思·考克斯, 伊賈·克雷默曼 申請人:應用材料公司