[发明专利]一种垂向升降片库的定位装置和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体工艺中的一种传输控制系统，特别涉及垂向升降片库的定位装置和控制方法

背景技术

硅片传输是半导体制造工艺过程中一个很重要的环节，对整个制造流程具有重要影响。硅片传输控制系统确保了硅片在制造流程中快速、准确的传输，其对精度有着很高的要求。一旦硅片传输控制系统中的机械手编码器出现故障，就会造成其定位不准确而又没有相应得反馈信息，使得整个硅片传输控制系统、光刻设备乃至整条生产线都停止运行，其所导致的损失时非常严重的。

针对这个问题，许多研发人员做过相应的改进，提出了一些创造性的发明。专利200910048295提到了一种硅片传输控制系统，该系统在片库的开口处安装激光发射器和激光接收器，且在机械手上设置反射板，从而能够给片库和机械手准确定位；在传输轨道上设置了多对感应器，实时给机械手、片库、预对准台和下片台以准确的定位和监测，同时也提高了机械手拿放硅片的准确率。

图1为现有技术中用传感器和打孔竖直挡板组成的片库的定位装置示意图。该现有技术所提供的硅片传输控制系统中使用传感器作位置判断信号。并排安装的5个传感器110随片库垂向自由升降，5排竖直档板100固定在整机框架上，以传感器信号通、断作为1、0，又以1和0的排列组合构成槽号编码。如图1所示的槽号编码为00001。在此结构的精度受到打孔挡板的机械钻孔精度影响，即使应用激光打孔技术将孔的直径控制在微米级，那么相应的挡板安装精度要就非常苛刻进而增加安装，调试，维护的难度。

另外，并排放置5个限位传感器110占用的空间大且不易拆卸；同时，只能区分一个片库垂向上的位置，不能将多个片库区分开来。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是已有的硅片传输控制系统中采用打孔竖直挡板和传感器构成0、1信号搭配区别片库各个片槽位置时，存在打孔的方法精度不够高、机械安装的要求高、传感器占用的空间大且不易拆卸以及只能区分一个片库垂向上的位置，不能将多个片库区分开来等缺陷。

为了解决所述存在的技术问题，本发明提供了一种垂向升降片库的定位装置，包括：颜色传感器和光源，与所述片库相对位置不变；色带，沿垂向放置且固定不动，与所述片库相对位置随所述片库升降而变化；所述光源随所述片库沿垂向升降并照射所述色带，并且反射光被所述颜色传感器接收。

所述反射光包含颜色信号，所述颜色传感器分辨所述颜色信号以确定所述片库的垂向位置。

所述片库至少有一个，每一片库配备一颜色传感器、一光源和一色带。

所述颜色传感器与光源可设置于同一密闭、无反射的箱子中。所述光源可为白光光源。

作为一种优选方式，所述片库包含一外壳，所述颜色传感器和光源固定在所述外壳上。

可选的，每一片库对应的色带可以由颜色各不相同的色段连接而成，每一色段在所述色带内垂向的宽度相同。所述色段在所述色带内垂向的宽度可以为10～20厘米。

可选的，每一片库对应的色带也可以是由两种颜色的色段交替连接组成，每一色段在所述色带内垂向的宽度相同。所述色段在所述色带内垂向的宽度可以为1～2微米。

可选的，每一片库对应的色带还可以是由颜色各不相同的色段按三原色(RGB)值的排列组合连接而成，每一色段在所述色带内垂向的宽度相同。

本发明还提供一种垂向升降片库的定位控制方法，包括：提供沿垂向放置且固定不动的色带，所述色带由至少2种颜色的色段连接而成，每一所述色段在所述色带内垂向的宽度相同；提供颜色传感器和光源，与所述片库相对位置不变，所述光源照射所述色带并产生包含颜色信号的反射光，所述颜色传感器接收所述反射光并分辨所述颜色信号以确定所述片库垂向位置。

所述片库至少有一个，每一片库配备一颜色传感器、一光源和一色带。

每个片库对应的色带可以由颜色各不相同的色段连接而成。

每个片库对应的色带也可以由两种颜色的色段交替连接组成。此时，不同的片库配备的色带含有一种相同的颜色，并且除所述相同的颜色外，不同色带的另外一种颜色各不相同，用以区分不同的片库。其中，所述不同的片库配备的色带含有一种相同的颜色可以是白色或黑色。

当所述色带由颜色各不相同的色段连接而成或由两种颜色的色段交替连接组成时，所述颜色传感器分辨的所述颜色信号为相邻色段交界线处的颜色跳变。此时，若所述片库中含有片槽，那么可以将所述相邻色段交界线与所述片槽一一对应，用以区分不同的片槽。