[发明专利]具有末端执行器位置估计的机器人自适应放置系统

说明书

本公开涉及一种具有末端执行器位置估计的机器人自适应放置系统。本公开还涉及一种方法，方法包括：至少部分地基于对机器人的至少一个电机的命令传输，估计机器人的至少一个构件在机器人的运动期间的偏差；至少部分地基于所估计的偏差，确定用于机器人的末端执行器的所计算的末端执行器坐标；以及至少部分地基于所计算的末端执行器坐标，调整用于将位于机器人上的基板放置在期望位置处的机器人的移动。

技术领域

示例性和非限制性实施例一般涉及机器人，更具体地涉及控制机器人的移动。

背景技术

半导体处理系统利用一个或多个机器人机械手来将称为基板(substrate)的硅晶片准确地递送到处理模块、计量站、装载锁(load lock)以及其他合适位置。由于基板可能无法准确地被定位在通过机器人拾取它们的位置中(初始未对准)，并且因为机器人末端执行器通常不提供将在机器人末端执行器上机械地将基板置于中心的器件，所以外部传感器通常被用于在机器人运动期间检测基板的边缘。这可以由控制系统用于调整机器人的运动，并且随后准确地递送(放置)基板，而不管初始未对准。

为此，当基板的边缘被传感器检测到时，控制系统通常捕获机器人轴(电机、接头)的位置，并且使用所得到的数据以及基板的预期半径和传感器的坐标，以(1)确定基板的偏心度，并且在完成放置操作时使用该信息来补偿偏心度，或(2)直接调整机器人运动的终点以准确地放置基板，而不管基板的初始未对准。上述类型的调整被称为自适应放置系统(APS)。

APS的准确性可能受机械缺陷影响，诸如机器人机械手的皮带驱动中的结构柔性和定位误差，其可能扭曲所捕获的机器人轴(电机、接头)的位置和机器人末端执行器的对应的实际位置之间的关系。典型的结构柔性包括机器人的驱动部分的柔性框架、柔性驱动轴(扭转和弯曲)、柔性连杆、柔性接头以及在张力下拉伸的弹性皮带和条带。皮带驱动的定位误差可能是由于皮带和滑轮齿之间的啮合误差而引起的滞后产生的。

APS的准确性可能受到机器人的操作环境中的温度改变的影响。温度改变会引起机器人的部件、机器人所附接的结构框架以及基板被递送到的站的热膨胀和收缩。温度改变可能是不均匀的，使得系统的不同部件处于不同的温度并且具有不同的相对膨胀或收缩量。随着时间的推移，系统的不同部分的温度以不同的速率变化。这种热变形的后果是机器人计算其末端执行器位置的不准确性。该计算采用电机的位置作为其输入，并且使用机器人的几何结构的预编程知识来计算末端执行器的位置。如果机器人的几何结构被热效应扭曲，则该计算将不准确。这会以两种方式影响系统。不准确的几何结构将影响系统将末端执行器定位在预期和期望位置的能力。附加地，在具有APS的系统中，当APS传感器被开动时捕获电机的位置，并且这些数据用于计算晶片在末端执行器上的位置。这些APS位置捕获数据将受到机器人几何结构的不准确模型的影响，从而导致基板放置的进一步不准确性。

发明内容

以下概述仅仅旨在是示例性的。该发明内容不旨在限制权利要求的范围。

按照一个方面，一种示例方法包括：至少部分地基于对机器人的至少一个电机的命令传输，估计电机的至少一个构件在机器人移动期间的偏差；至少部分地基于所估计的偏差，确定用于机器人的末端执行器的所计算的末端执行器坐标；以及至少部分地基于所计算的末端执行器坐标，调整用于将位于机器人上的基板放置在期望位置处的机器人的移动。

按照另一方面，在装置中提供了示例实施例，其包括至少一个处理器；以及至少一个包括计算机程序代码的非暂态存储器，该至少一个存储器和计算机程序代码被配置成与至少一个处理器一起使得该装置：至少部分地基于对机器人的至少一个电机的命令传输，估计机器人的至少一个构件在机器人的移动期间的偏差；至少部分地基于所估计的偏差，确定用于机器人的末端执行器的所计算的末端执行器坐标；以及至少部分地基于所计算的末端执行器坐标，调整用于将位于机器人上的基板放置在期望位置处的机器人的移动。