檢測使用機(jī)械臂的機(jī)械操作中的位置偏移的裝置和方法
【專利摘要】本申請涉及檢測使用機(jī)械臂的機(jī)械操作中的位置偏移的裝置和方法。一種用于檢測使用機(jī)械臂（114）的機(jī)械操作中的位置偏移的裝置（100），所述機(jī)械臂用于在半導(dǎo)體基體（116）上進(jìn)行操作，所述機(jī)械臂和所述半導(dǎo)體基體被配置為彼此之間進(jìn)行相對運動，所述裝置包括：輸入端（102），所述輸入端用于接收來自安裝在所述機(jī)械臂上的傳感器（124）的輸入信號（128）；檢測器（104，106）用于通過輸入信號進(jìn)行機(jī)械臂和半導(dǎo)體基體之間存在預(yù)定距離（302）的檢測；其中所述裝置被配置為通過所述檢測來確定是否存在位置偏移。
【專利說明】檢測使用機(jī)械臂的機(jī)械操作中的位置偏移的裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于檢測使用機(jī)械臂的機(jī)械操作中的位置偏移的裝置。本發(fā)明還涉及 檢測使用機(jī)械臂的機(jī)械操作中的位置偏移的方法。本發(fā)明還涉及用于檢測機(jī)械組件的位置 偏移的裝置和方法，所述機(jī)械組件用于在目標(biāo)物體上進(jìn)行操作。本發(fā)明尤其但不限于從基 體陣列(例如基體盒或基體架）中取回半導(dǎo)體基體從而對該基體進(jìn)行例如清潔操作。

【背景技術(shù)】
[0002] 已知很多用于在制造加工期間對目標(biāo)物體進(jìn)行位置監(jiān)控的技術(shù)，這樣做的唯一目 的是檢測機(jī)械組件中的所謂"位置偏移"。當(dāng)經(jīng)過一端時間后位置偏移發(fā)生，發(fā)生從機(jī)械組 件的要求位置(在試機(jī)/校準(zhǔn)期間建立）的逐漸地位置改變。位置偏移是非常不利的，因為 如果機(jī)械組件從其要求位置偏移而任由機(jī)械繼續(xù)操作，機(jī)械組件可能會失位并引起不利的 后果，例如引起制造加工中的缺陷或進(jìn)而更糟地?fù)p壞產(chǎn)品或機(jī)械組件。
[0003] 參考圖6討論了一種用于監(jiān)控位置的現(xiàn)有技術(shù)。在這一常用技術(shù)中，裝置600隨 著半導(dǎo)體基體602移動經(jīng)過位置602a、602b和602c而對半導(dǎo)體基體602的位置進(jìn)行檢測。 裝置600包括激光發(fā)射器604和CMOS傳感器606。發(fā)射器604沿半導(dǎo)體基體602的方向 發(fā)射激光束608,所述激光束608移動經(jīng)過沿方向609示出的位置。因此，如圖所示，激光 束608在位置602a處被基體602反射，使得反射的激光束610a在CMOS傳感器606處被接 收。如圖所示，當(dāng)基體602位于位置602b時，激光束608被基體602反射，使得反射的激光 束610b在CMOS傳感器606處被接收。如圖所示，當(dāng)基體602位于位置602c時，激光束608 被基體602反射，使得反射的激光束610c在CMOS傳感器606處被接收。
[0004] 本質(zhì)上，圖6中的裝置實施了激光三角測量技術(shù)并且目標(biāo)的沿方向609移動的位 置通過檢測CMOS傳感器606處接收的信號的變化而被測得。
[0005] 多種原因造成圖6中的裝置并非最佳的。例如，激光發(fā)射器604通常被要求具有 相對較高的強(qiáng)度，這將產(chǎn)生加工結(jié)束時降低基體質(zhì)量的風(fēng)險。從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，激光傳感 器的高成本使得這種裝置尤其不具吸引力。這些具有相對較高強(qiáng)度的激光傳感器易于具有 相當(dāng)大的體積尺寸。此外，如果眼鏡暴露在激光下，激光的使用對人眼造成潛在的危害。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明在獨立權(quán)利要求中限定。一些本發(fā)明的可選的特征在從屬權(quán)利要求中限 定。
[0007] 與常用技術(shù)(尤其是圖6中所示的）相比，實施本文公開的技術(shù)提供了顯著的技術(shù) 優(yōu)點。舉例而言，這種將傳感器安裝到機(jī)械臂上的布置對基體上的操作是可靠的并且無需 圖6中所示的昂貴的激光傳感器。此外，尤其與諸如圖6中示出的系統(tǒng)相比，這種傳感器直 接位于機(jī)械臂上的布置在獲取關(guān)于所述機(jī)械臂的讀數(shù)方面引入較高的精度并且節(jié)省大量 成本。與此情況形成對比的是，圖6中的激光傳感器試圖通過發(fā)射激光束并感知被反射的 激光束來遠(yuǎn)程地確定基體/在其上操作的機(jī)械臂的位置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 本發(fā)明將以示例方式并參考附圖來描述，其中：
[0009] 圖1為示出檢測使用機(jī)械臂的機(jī)械操作中的位置偏移的裝置的示意框圖，所述機(jī) 械臂用于在半導(dǎo)體基體上進(jìn)行操作；
[0010] 圖2為示出圖1中的機(jī)械臂的一系列操作的一系列示意框圖；
[0011] 圖3為示出用于檢測圖1中的機(jī)械臂的位置偏移的技術(shù)的一系列示意框圖；
[0012] 圖4為示出圖1中的裝置處接受的傳感信號的一系列軌跡的一系列軌跡圖；
[0013] 圖5為示出機(jī)械臂的一系列操作過程以及用于檢測機(jī)械臂的位置偏移的方法的 流程圖；
[0014] 圖6為示出用于在機(jī)械操作中進(jìn)行位置監(jiān)控的常用技術(shù)的示意框圖。

【具體實施方式】
[0015] 首先轉(zhuǎn)到圖1，圖1示出了檢測使用機(jī)械臂的機(jī)械操作中的位置偏移的裝置100。 裝置100包括輸入端1〇2(所述輸入端102可采用輸入-輸出模塊的形式）以及檢測器104， 該裝置100的操作將在下文中詳細(xì)描述。為了清楚起見，僅示出了機(jī)械臂114并且在圖中 省略了機(jī)械的其余部分。
[0016] 機(jī)械臂114設(shè)置成在一個或多個布置在陣列118中的半導(dǎo)體基體116上進(jìn)行操 作。通常，半導(dǎo)體基體116的陣列118如本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的那樣使得基體116被配置 在盒中或架體上。為了清楚起見，盒/架體也被從圖中省略。在本示例中，機(jī)械臂114對半 導(dǎo)體基體116進(jìn)行的操作是從陣列118中取回該半導(dǎo)體基體116,但是本文所公開的技術(shù)也 適用于其它類型的操作。機(jī)械臂114具有端部部分120,所述端部部分120以直角從機(jī)械臂 114的主體部分凸起以便從陣列118中取回基體116,這將在下文參考圖2和圖3詳細(xì)地描 述。在一些實施例中，機(jī)械臂114有效地使用端部部分120作為鉤部來拉/鉤基體116,以 便將所述基體116從陣列118中取回。
[0017] 機(jī)械臂114具有上表面，所述上表面總體上用附圖標(biāo)記122表示。在本示例中，機(jī) 械臂114的上表面122大致平坦以便在所述上表面122的區(qū)域或部分123中容置半導(dǎo)體基 體 116。
[0018] 機(jī)械臂114具有安裝在其上的(第一）傳感器124,所述傳感器124的用途將在下 文中參考附圖2到附圖4做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。第一傳感器124具有視場126,傳感器124 在所述視場中發(fā)射信號和/或接收反射回來的信號。傳感器124被配置為發(fā)送第一信號到 裝置100,到輸入模塊102。在本示例中，機(jī)械臂114還具有安裝到其上的第二傳感器130， 所述傳感器130的用途將在下文中做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。第二傳感器130被配置為發(fā)射第 二信號132到裝置100的輸入端102。應(yīng)注意的是，正如通過接下來的討論所能領(lǐng)會的，第 二傳感器130并非必須安裝在機(jī)械臂114上。
[0019] 如圖1所示，每個半導(dǎo)體基體116為大致平坦的結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，一個或多 個半導(dǎo)體基體為大致盤狀的結(jié)構(gòu)，具有一直徑和沿基體116的邊緣136的厚度134。
[0020] 機(jī)械臂114和基體116被布置為彼此之間進(jìn)行相對運動?？偟膩碚f，在接下來的 示例中，基體116或每個基體116保持固定，并且機(jī)械臂114相對于半導(dǎo)體基體移動。但 是，正如下文中將進(jìn)一步詳細(xì)說明的，有可能的是：機(jī)械組件(未示出）在半導(dǎo)體基體116和 /或陣列118上進(jìn)行操作，使得它們被相對于機(jī)械臂116移動，從而使得機(jī)械臂114的至少 部分機(jī)械操作作用于半導(dǎo)體基體116上。
[0021] 機(jī)械臂114被布置為沿方向138移動，使得其可掃掠穿過陣列116從而移動至要 在其上進(jìn)行操作(例如，取回）的半導(dǎo)體基體116的大致位置處。一旦鄰近目標(biāo)半導(dǎo)體基體 116,機(jī)械臂114被配置為沿方向140移動。盡管其它的布置也是可設(shè)想的，在本示例中，方 向140大致平行于一個或多個半導(dǎo)體基體116的的軸線（未示出）。此外，盡管其它的布置 也是可設(shè)想的，在至少一個實施例中，方向140大致垂直于方向138。
[0022] -旦機(jī)械臂114移動進(jìn)入對半導(dǎo)體基體上的操作(沿圖1中可見的箭頭140的右 手方向)，機(jī)械臂114被配置為沿方向142移動以便在該半導(dǎo)體基體116上進(jìn)行操作(例如， 取回)。
[0023] 在圖1的示例中，檢測器104以印刷電路板中（PCB)實現(xiàn)，該印刷電路板具有用 于下文中說明的操作的必要元件，這些元部件包括類似于一個或多個電可擦只讀存儲器 (EEPR0M)等等。但是，其它布置也是可行的并且可考慮使檢測器104以數(shù)字邏輯控制器實 現(xiàn)。在另一替代實施例中，檢測器106能夠以具有處理器108和存儲器110的軟硬件結(jié)合 的方式實現(xiàn)，其中所述存儲器110上存儲有指令代碼112。在這一替代性的布置中，裝置100 被配置為：在處理器108的控制下執(zhí)行存儲在存儲器110中的指令112從而完成下文中描 述的功能。
[0024] 對于傳感器124,可以采取多種布置中的一種。在圖1的示例中，傳感器124可被 配置為：沿附圖標(biāo)記126指示的方向朝向基體陣列118發(fā)射信號，并且還接收從基體116反 射回來的信號。這將在下文中參考附圖3和附圖4來詳細(xì)說明。在替代性的布置中，傳感 器124僅接收從基體116反射的信號，而原始信號由單獨的發(fā)射器(未示出）發(fā)射。在至少 一個實施例中，傳感器124包括光學(xué)傳感器(例如，光纖傳感器)，但是也可考慮包括紅外傳 感器和超聲波傳感器以及類似傳感器的其它類型的傳感器。
[0025] 圖1中概括性示出的用于檢測使用機(jī)械臂114的機(jī)械操作中的位置偏移的裝置 100將在圖2至圖中詳細(xì)地說明，其中所述機(jī)械臂114用于在半導(dǎo)體基體116上進(jìn)行操作。 機(jī)械臂114和基體116被配置為彼此之間進(jìn)行相對運動。裝置100包括輸入端102,所述輸 入端102用于接收來自安裝在機(jī)械臂114上的傳感器124的輸入信號128。檢測器104通 過輸入信號128進(jìn)行機(jī)械臂和半導(dǎo)體基體之間存在預(yù)定距離的檢測(為此，將參考圖3至圖 4詳細(xì)的說明一種布置)。裝置100被配置為通過檢測來確定是否存在位置偏移。
[0026] 此外，圖1至圖5示出用于檢測使用機(jī)械臂114的機(jī)械操作中的位置偏移的方法， 所述機(jī)械臂114用于在半導(dǎo)體基體116上進(jìn)行操作。機(jī)械臂114和半導(dǎo)體基體116被配置 為彼此之間進(jìn)行相對運動。所述方法包括接收來自安裝在機(jī)械臂114上的傳感器124的輸 入信號128。所述方法通過輸入信號128進(jìn)行檢測，此處檢測的是機(jī)械臂114和半導(dǎo)體基體 116之間的預(yù)定的距離。通過檢測，所述方法確定是否已經(jīng)存在位置偏移。
[0027] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2,將說明機(jī)械臂114在半導(dǎo)體基體116上進(jìn)行的一系列操作。在圖2 中，省略了對傳感器114的操作（以及傳感器114的視場)的詳細(xì)討論，因為這將在下文中參 考圖3和圖4進(jìn)行詳細(xì)的討論。首先參照圖2A，機(jī)械臂114被示出處于第一位置（i)，所述 第一位置（i)對應(yīng)于圖1中的機(jī)械臂114的位置。在由箭頭140a指示的操作的第一移動 中，機(jī)械臂114移動至靠近半導(dǎo)體基體116的位置（ii)。位置（ii)是參考位置，其意義將 在下文中參考圖3和圖4進(jìn)行討論。當(dāng)機(jī)械臂114到達(dá)并停止在該位置時，參考位置（ii) 被第二傳感器130檢測到。在圖2的示例中，第二傳感器130是加速度計，隨著機(jī)械臂移動 到位置（ii)的和/或固定的加速度計能夠檢測運動何時終止。當(dāng)然，傳感器130能夠檢測 靜止的機(jī)械臂114的任何實體，但是裝置100也可被設(shè)置為識別所檢測的靜止在位置（ii) 處的機(jī)械臂114的實體，其中所述機(jī)械臂114通過其已知的操作工序和其所采取的一系列 移動靜止于位置（ii)處。
[0028] 如圖2B所示，機(jī)械臂114從位置（ii)處沿方向142移動至位置（iii)。在圖2B 的示例中，移動機(jī)械臂114直至機(jī)械臂114的上表面122與半導(dǎo)體基體116接觸，使得半導(dǎo) 體基體116被置于通常由標(biāo)記123指示的區(qū)域中。但是，注意，機(jī)械臂并非必須與半導(dǎo)體基 體在接合處發(fā)生直接接觸。
[0029] 如圖2C所示，機(jī)械臂114的下一移動操作是沿箭頭140b指示的方向從位置（iii) 移動至位置（iv)。在這一操作過程中，伸出部分120的內(nèi)表面121與半導(dǎo)體基體116(當(dāng)機(jī) 械臂114沿所示方向移動時，半導(dǎo)體基體116保持固定）的邊緣136接觸，并且機(jī)械臂114 的后續(xù)的沿方向140b的運動使得半導(dǎo)體基體116被從安放其的盒/架體中取回。因此，半 導(dǎo)體基體116被從架體取回以便在其上進(jìn)行進(jìn)一步的操作，例如對半導(dǎo)體基體116進(jìn)行清 潔。
[0030] 如上所述，機(jī)械臂114和半導(dǎo)體基體116被配置為彼此之間進(jìn)行相對運動。在所給 出的示例中，基體116或每個基體116保持固定，并且機(jī)械臂114相對于半導(dǎo)體基體移動。 但是，有可能的是：機(jī)械組件(未示出）在半導(dǎo)體基體116和/或陣列118上進(jìn)行操作，使得 它們被相對于機(jī)械臂114移動，從而使得機(jī)械臂114的至少部分機(jī)械操作作用于半導(dǎo)體基 體116上。舉例而言，當(dāng)機(jī)械臂移動至位置（ii)時，在一個示例中半導(dǎo)體基體116可沿與 方向142相反的方向朝向機(jī)械臂移動。之后，機(jī)械臂114如圖2c所示的那樣移動以便取回 半導(dǎo)體基體116.
[0031] 回到第二傳感器130,也可采用用于這一用途的其它類型的傳感器，例如采用一系 列技術(shù)(超聲波，紅外等)的與機(jī)械臂114分開安裝的位置檢測傳感器。在一些實施例中，裝 置100足以通過對已知的工序(機(jī)械臂114所采取的一系列移動）來檢測（或識別）參考位 置，并且在希望使機(jī)械臂(和/或半導(dǎo)體基體)處于參考位置時指示該參考位置。因此，裝置 100被配置為：在靜止的機(jī)械臂114被移動以在半導(dǎo)體基體116上進(jìn)行操作之前，檢測參考 位置（ii)。在圖2的示例中，裝置100被配置為：通過所接收的來自安裝在機(jī)械臂114上的 第二傳感器130的第二輸入信號132來檢測參考位置。
[0032] 可以將圖3和圖4接合起來閱讀以便更好地理解裝置100在其監(jiān)控機(jī)械操作中的 位置偏移時的操作。在本示例中，在機(jī)械臂114移動經(jīng)過圖3所示的一系列移動時，裝置100 監(jiān)控機(jī)械臂114的位置偏移，但是本文中公開的技術(shù)同樣能夠使用該操作來檢測用于移動 基體/陣列的機(jī)械組件中的位置偏移。
[0033] 圖3詳細(xì)地示出機(jī)械臂114從位置（ii)到圖2中的位置（iii)的移動?，F(xiàn)在將詳 細(xì)說明傳感器124的操作(尤其是相對于其視場126)以及該操作的意義。圖4示出在裝置 100處接受的來自傳感器126的一系列軌跡400,軌跡400的性質(zhì)取決于機(jī)械臂114和半導(dǎo) 體基體116之間的距離以及傳感器124使用的傳感技術(shù)。
[0034] 圖3A再次示出處于參考位置（ii)的機(jī)械臂114,大致沿箭頭142指示的方向移 動。隨著機(jī)械臂114沿方向142移動，機(jī)械臂來到位置（V);位置（V)在位置（ii)和位置 (iii)中間；并且在位置（V)中，傳感器124的視場126與半導(dǎo)體基體116的下側(cè)300對準(zhǔn)。 在本示例中，傳感器124被配置為朝向基體116發(fā)射信號并且接收從基體116反射回來的 信號。因此，傳感器124處接收的反射信號將指示傳感器124的視場126何時與半導(dǎo)體基 體116 (在本示例中尤其是基體116的邊緣136)對準(zhǔn)。此時，可知機(jī)械臂114到機(jī)械臂116 的距離為距離302。裝置100被配置為通過檢測信號128的變化來檢測傳感器124的視場 126與基體116對準(zhǔn)。舉例而言，并且參考示出所接受信號128的軌跡400的圖4A (作為 所接受的強(qiáng)度曲線圖)，反射信號隨機(jī)械臂114(或更具體地說，安裝在機(jī)械臂114上的傳感 器124的視場)和半導(dǎo)體基體116之間的距離變化。因此，在圖3B所示的情況下，當(dāng)傳感器 124的視場126與半導(dǎo)體基體116的下側(cè)對準(zhǔn)時，接收到的信號的強(qiáng)度在直線402處或附近 經(jīng)歷急劇的變化。因此傳感器124處接收的反射信號具有較高的強(qiáng)度。
[0035] 在視場聚焦的情況下(例如，從傳感器124發(fā)射的能量是聚焦的光束)，接收到的信 號的曲線將對應(yīng)于圖4A中所示的曲線。隨著機(jī)械臂114繼續(xù)朝向半導(dǎo)體基體116移動，接 收到的信號的增大的強(qiáng)度大致維持不變；隨著傳感器124的視場126經(jīng)過基體116的邊緣 136,直到在實例403處，機(jī)械臂114相對于半導(dǎo)體基體116移動的遠(yuǎn)至使得視場126超出 半導(dǎo)體基體116的上表面122。即，視場126不再對準(zhǔn)半導(dǎo)體基體122的邊緣136并且傳 感器124處接收到的信號減小。在本示例中，強(qiáng)度下降的時刻可對應(yīng)于圖4A中的直線403 并且區(qū)域404對應(yīng)于傳感器124的視場126穿越基體的邊緣所持續(xù)的行程。因此，裝置100 被配置為將指示傳感器與半導(dǎo)體基體116的邊緣對準(zhǔn)的信號作為輸入信號128進(jìn)行接收。
[0036] 因此，曲線圖4A中的區(qū)域404左邊的區(qū)域406以及區(qū)域404右邊的區(qū)域408指示 視場126未與基體116的邊緣136對準(zhǔn)時的操作。
[0037] 當(dāng)視場126不像圖4A的示例中那樣聚焦時(例如，視場126是發(fā)散的，并且可從多 個角度接收反射信號和/或發(fā)射的光束是發(fā)散的，光束的強(qiáng)度在其整個視場中是變化的)， 接收到的軌跡信號可類似于圖4B至圖4D中的信號400 &、40013、400(3，這將在下文中詳細(xì)說 明。
[0038] 直線402處的接收信號的強(qiáng)度變化的檢測與已知的機(jī)械組件的物理布置相結(jié)合， 使得能夠確定強(qiáng)度的變化是否發(fā)生在所期望的時刻。例如，已知在參考位置（ii)和位置 (v)之間應(yīng)當(dāng)花費的時間，或應(yīng)當(dāng)行進(jìn)的距離，并且將針對直線402 (以及接收到的信號的 強(qiáng)度的增大）的實際花費的時間或?qū)嶋H行進(jìn)的距離("運動信息"）與其進(jìn)行對比，這使得能 夠確定機(jī)械臂是否已經(jīng)維持在其位置。例如，如果在預(yù)期之前發(fā)生強(qiáng)度增大，于是可以得知 機(jī)械臂104早于預(yù)期到達(dá)位置（V)，最有可能的解釋是機(jī)械臂存在朝向基體116的位置偏 移。例如，如果在預(yù)期之后發(fā)生強(qiáng)度增大，于是可以得知機(jī)械臂104晚于預(yù)期到達(dá)位置（V)， 說明機(jī)械臂存在遠(yuǎn)離基體116的位置偏移。這一示例關(guān)于圖4B至圖4D給出。
[0039] 在圖4B中，檢測的位于402a處峰值與位于410處的預(yù)期時刻一致，因此可知機(jī)械 臂114并未發(fā)生位置偏移并且仍然位于其校準(zhǔn)位置。在圖4C中，接收到的信號400b的峰 值在402b處被檢測到，但是這早于其由410指示的預(yù)期時刻。因此，可知接收到的信號的 峰值被檢測到先于對其的預(yù)期，因此說明：在傳感器124的視場126與基體116的邊緣136 (即，邊緣136和下側(cè)300的拐角）對準(zhǔn)之前，機(jī)械臂114行進(jìn)了較短的距離（或移動的時間 短于所預(yù)期的時間）。這指示了朝向基體116的位置偏移。裝置100可被配置為檢測這種早 于預(yù)期的峰值并且對這一效果發(fā)出警報。諸如機(jī)械臂114的機(jī)械組件可被布置為在此時停 止操作，否則機(jī)械臂的繼續(xù)操作可導(dǎo)致半導(dǎo)體基體116的損壞，這明顯是及其不利的情況。
[0040] 圖4D示出一種替代性的情況，其中峰值在軌跡400c的402c處檢測到，這晚于在 410處的與其發(fā)生時刻。這說明：在傳感器124的視場126與基體116對準(zhǔn)之前，機(jī)械臂114 行進(jìn)了較長的距離(或移動的時間長于預(yù)期時間）。這也是一種潛在的高度不利的情況，因 為位置偏移過度遠(yuǎn)離基體116,那么機(jī)械臂的移動可能會損壞相鄰的基體(未示出）。通過在 變得糟糕至足以威脅損壞相鄰的基體之前檢測位置偏移(一種平緩的過程)，文中公開的技 術(shù)的實施例可避免對相鄰基體的任何損壞。
[0041] 所以，裝置100被配置為通過獲取與機(jī)械臂和半導(dǎo)體基體之間的相對運動的動作 有關(guān)的運動信息，并且通過將運動信息與所預(yù)期的相對運動的動作信息進(jìn)行比較來檢測是 否存在位置偏移，所述運動信息涉及機(jī)械臂和半導(dǎo)體基體之間從參考位置到的預(yù)定距離的 運動。
[0042] 如上所述，運動信息可以是涉及從參考位置移動到位置（V)的預(yù)期時間量的信息， 或是在所述兩個位置之間移動的一個已知的距離的信息。因此，在前一種情況下，裝置100 被配置為獲取作為計時信息的運動信息，所述計時信息涉及機(jī)械臂114從參考位置（ii)移 動至距基體116為預(yù)定距離302的終止時間（Peter of time)。在后一種情況下，裝置100 被配置為獲取作為距離信息的運動信息，所述距離信息涉及機(jī)械臂從參考位置移動至距基 體為預(yù)定距離的行進(jìn)距離。
[0043] 如果以計時信息工作，可通過下述方法獲取計時信息：S卩，通過傳感器（Excel automata)130檢測機(jī)械臂114移動進(jìn)入?yún)⒖嘉恢玫臅r刻。一旦機(jī)械臂114到達(dá)參考位置， 機(jī)械臂114移動至距半導(dǎo)體基體為預(yù)定距離處的時間可通過校準(zhǔn)期間的已知的過程進(jìn)行 估算。替代性地，也可通過檢測機(jī)械臂停止在參考位置之后何時再次開始移動來獲取，但是 這要求靈敏的傳感器才能夠檢測到移動的再次開始。
[0044] 圖5提供了如上所述的參考圖1至圖4的過程的總結(jié)?？偟膩碚f，過程500在502 處開始。在504處，機(jī)械臂114沿方向138中的一個方向橫跨基體116的陣列118移動。在 506處，檢測到機(jī)械臂114位于目標(biāo)基體的附近；并且在508處(沿圖2A中的方向104a)移 動到參考位置（ii)并且在參考位置（ii)處停止。在510處，裝置100檢測(例如，使用來自 第二傳感器(加速度計）的信號）參考位置已經(jīng)到達(dá)；并且在512處，機(jī)械臂114沿方向142 移動以便取回基體116。在步驟514處，裝置100對基體移動到預(yù)定距離302處進(jìn)行監(jiān)控， 同時機(jī)械臂繼續(xù)沿方向412移動。在步驟516處，檢測器104 (或檢測器106)檢測到達(dá)預(yù) 定距離的移動(例如，檢測到傳感信號中的峰值402 (或者反射信號中強(qiáng)度的增加)）以及到 達(dá)預(yù)定距離的移動是否如所預(yù)期的。如果檢測如所預(yù)期，裝置100獲知機(jī)械臂114不存在位 置偏移或位置偏移在可接受的容限內(nèi)，并且在步驟518處，機(jī)械臂518如圖2和圖3中所示 的那樣移動以便收回基體。另一方面，如果在步驟516處，到達(dá)預(yù)定距離的移動與裝置100 預(yù)期的不同（或超過可接受的容限)，在522處檢測到位置偏移。這時，裝置100可發(fā)出指示 位置偏移的警報并且可禁止機(jī)械臂114的進(jìn)一步操作以避免損壞任何機(jī)械組件或基體。過 程結(jié)束于步驟520。
[0045] 在機(jī)械臂114被布置為用于在來自半導(dǎo)體基體陣列(例如盒或架體)中的一個半導(dǎo) 體基體116上進(jìn)行操作(例如，取回）的情況下給出了上述的說明。但是，文中公開的技術(shù) 可具有更廣泛的應(yīng)用，并且可應(yīng)用于檢測在目標(biāo)物體是進(jìn)行操作的任何機(jī)械組件的位置偏 移。因此，用于檢測機(jī)械組件的位置偏移的裝置包括用于接收來自安裝在所述機(jī)械組件上 的傳感器的輸入信號的輸入端，所述機(jī)械組件用于在目標(biāo)物體上進(jìn)行操作，所述機(jī)械組件 和所述目標(biāo)物體被配置為彼此之間進(jìn)行相對運動。檢測器通過輸入信號進(jìn)行機(jī)械臂和半導(dǎo) 體基體之間存在預(yù)定距離的檢測。該裝置被配置為通過檢測來確定是否存在機(jī)械組件的位 置偏移。
[0046] 應(yīng)領(lǐng)會，本發(fā)明僅以示例性的方式進(jìn)行了說明。在不偏離所附權(quán)利要求的情況 下，可對本文中說明的技術(shù)做出多種修改。所公開的技術(shù)包括能夠以單獨形式或以與其它 結(jié)合的方式提出。因此，所說明的相關(guān)技術(shù)的特征也能夠以與其它技術(shù)結(jié)合的方式呈現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于檢測使用機(jī)械臂的機(jī)械操作中的位置偏移的裝置，所述機(jī)械臂用于在半導(dǎo) 體基體上進(jìn)行操作，所述機(jī)械臂和所述半導(dǎo)體基體被配置為彼此之間進(jìn)行相對運動，所述 裝置包括： 輸入端，所述輸入端用于接收來自安裝在所述機(jī)械臂上的傳感器的輸入信號； 檢測器，所述檢測器通過所述輸入信號進(jìn)行所述機(jī)械臂和所述半導(dǎo)體基體之間存在預(yù) 定距離的檢測；其中， 所述裝置被配置為通過所述檢測來確定是否存在位置偏移。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述裝置被配置為通過獲取與所述機(jī)械臂和所述半導(dǎo) 體基體之間的相對運動的動作有關(guān)的運動信息，并且通過將所述運動信息與所預(yù)期的相對 運動的動作信息進(jìn)行比較來檢測是否存在位置偏移，所述運動信息涉及所述機(jī)械臂和所述 半導(dǎo)體基體之間從參考位置到所述預(yù)定距離的運動。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，所述裝置被配置為當(dāng)所述機(jī)械臂和所述半導(dǎo)體基體中 的一者在所述機(jī)械臂和所述半導(dǎo)體基體之間產(chǎn)生相對運動以便所述機(jī)械臂在所述半導(dǎo)體 基體上進(jìn)行操作之前靜止時，將所述機(jī)械臂和所述半導(dǎo)體基體中的所述一者的位置作為所 述參考位置進(jìn)行檢測。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，所述裝置被配置為當(dāng)所述機(jī)械臂在其被移動以在所述 半導(dǎo)體基體上進(jìn)行操作之前靜止時，檢測所述參考位置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，所述裝置被配置為通過從安裝在所述機(jī)械臂上的第二 傳感器接收的第二輸入信號來檢測所述參考位置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2-5中任一項所述的裝置，所述裝置被配置為將計時信息作為所述運 動信息進(jìn)行獲取，所述計時信息與所述機(jī)械臂從所述參考位置處移動至距所述半導(dǎo)體基體 為所述預(yù)定距離處的時間有關(guān)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2-6中任一項所述的裝置，所述裝置被配置為將距離信息作為所述運 動信息進(jìn)行獲取，所述距離信息與所述機(jī)械臂從所述參考位置處移動至距所述半導(dǎo)體基體 為所述預(yù)定距離處的行進(jìn)距離有關(guān)。
8. 根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的裝置，所述裝置被配置為將指示所述傳感器與所 述半導(dǎo)體基體的邊緣對準(zhǔn)的信號作為所述輸入信號進(jìn)行接收。
9. 一種用于檢測使用機(jī)械臂的機(jī)械操作中的位置偏移的方法，所述機(jī)械臂用于在半導(dǎo) 體基體上進(jìn)行操作，所述機(jī)械臂和所述半導(dǎo)體基體被配置為彼此之間進(jìn)行相對運動，所述 方法包括： 接收來自安裝在所述機(jī)械臂上的傳感器的輸入信號； 通過所述輸入信號進(jìn)行所述機(jī)械臂和所述半導(dǎo)體基體之間存在預(yù)定距離的檢測； 通過所述檢測確定是否存在位置偏移。
【文檔編號】H01L21/66GK104101312SQ201410136644
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月5日
【發(fā)明者】許民撰, 鐘瑋群 申請人:思捷昵私人有限公司