[发明专利]基于机械手移动的硅片分布状态组合检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体加工设备技术领域，尤其涉及一种基于机械手移动的硅片分布状态组合检测方法，本发明还涉及一种基于机械手移动的硅片分布状态组合检测装置。

背景技术

硅片的安全存取和输运是集成电路大生产线一个非常重要的技术指标，在生产过程中，通常要求由于输运设备自身导致的硅片破片率应小于十万分之一。并且，作为批量式硅片热处理系统，相对于单片式工艺系统，每个生产工艺所需的硅片传输、硅片放置和取片次数更多，因而对硅片传输、硅片放置和取片的安全性和可靠性要求更高。

目前，机械手被广泛应用于半导体集成电路制造技术领域中，机械手是硅片传输系统中的重要设备，用于存取和输运工艺处理前和工艺处理后的硅片，其能够接受指令，精确地定位到三维或二维空间上的某一点进行取放硅片，既可对单枚硅片进行取放作业，也可对多枚硅片进行取放作业。

然而，当机械手在对硅片进行取放作业时，尤其是，当硅片在传输过程或热处理过程中导致的受热变形等情况会导致硅片在承载器上处于突出状态或者处于叠片、斜片或无片状态时，往往会产生碰撞导致硅片或设备受损，造成不可弥补的损失。

请参阅图1，图1为现有技术中机械手在硅片传输、硅片放置和取片时的位置结构示意图。如图所示，当硅片组2中的硅片在承载器3上处于突出等异常状态时，机械手1在自动存取硅片2的运动处于非完全工作状态，非常容易造成硅片2及设备(包括机械手1)的损伤。

因此，在机械手1完成硅片放置后或准备取片前，需对承载器3上硅片组2中的硅片分布状态进行准确的识别，同时对识别出的各种异常状态提供准确应对措施，以实现安全取放片。

目前，批量式硅片热处理系统的硅片分布状态的识别一般是采用单纯的光电信号运动扫描方法对硅片在承载器3上的分布状态进行识别，这种扫描方法仅对硅片组2中的硅片处于叠片、斜片或无片等异常状态时，有一定的检测效果，但如果硅片在承载器3上处于突出状态时，就不能很好地检测出，也就是说，通过现有技术简单的得出异常或正常的结果，在运动扫描过程中还是易产生碰撞导致硅片或设备受损，同时经常产生漏报、误报的情况。

随着半导体集成电路制造技术的发展，对硅片的安全存取和输运提出了更高的要求，即对机械手的精准控制要求也越来越高。因此，如何快速准确检测硅片半导体设备承载区域内的硅片分布状态，避免机械手运动造成硅片及设备损伤，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种基于机械手移动的硅片分布状态组合检测方法，能够快速准确检测硅片半导体设备承载区域内的硅片分布状态，避免机械手运动造成硅片及设备损伤。本发明的第二个目的是提供两种基于机械手移动的硅片分布状态组合检测装置。

为了实现上述第一个目的，本发明提供一种基于机械手移动的硅片分布状态组合检测方法，在机械手上设置有光电扫描单元或超声扫描单元；所述的光电扫描单元包括两个光电传感器，所述的超声扫描单元包括两个超声波传感器，所述两个光电传感器或超声波传感器位于机械手U型端部的相对位置；其特征在于，所述方法包括：

步骤S1、设定机械手运动扫描初始化参数并执行初始化；其中，所述运动扫描初始化参数包括机械手水平和/或垂直扫描运动速度，硅片的间隔距离、每一次机械手水平步进距离、水平起始点位置及终止点位置和上/下垂直起始点位置及终止点位置；

步骤S2：将第一和第二光电传感器/第一和第二超声波传感器的工作模式设置成自接收测距模式，且第一和第二光电传感器/第一和第二超声波传感器定位对应于承载器第一个放置硅片的垂直起始点和水平起始点位置上方；

步骤S3：根据第一和/或第二光电传感器，或者，第一和/或第二超声波传感器，各自沿硅片层叠的垂直向下方向发射和接收光信号的时间差和预定的判断规则，判断相应位置硅片是否存在突出规定位置异常状态；如果有，得到最凸出硅片的坐标位置的垂直坐标；然后继续工作在测距模式进行凸片水平步进扫描，扫描出最凸出硅片上方所有硅片的凸出状态分布；

步骤S4：将两个光电传感器/超声波传感器设置成互接收模式，所述机械手从水平终止点位置垂直起始位置到垂直终止位置执行所有硅片分布状态异常扫描指令，根据两个光电传感器/超声波传感器间相互发射和接收的反馈值在扫描检测区域内光信号强度的分布状态，判断是否存在斜片、叠片和/或空片的异常状态；