本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造工藝加工過程中機(jī)械手傳送晶圓的方法。具體說就是一種縮短上位機(jī)和機(jī)械手通信時間，從而提高設(shè)備產(chǎn)能的一種方法。

背景技術(shù)：

目前，在半導(dǎo)體集成電路制造工藝，產(chǎn)能是半導(dǎo)體制造設(shè)備評價的核心指標(biāo)之一，如何縮短晶圓的傳送時間，如何更加快速的完成晶圓的流轉(zhuǎn)是產(chǎn)能提高的必要條件之一。半導(dǎo)體晶圓傳送機(jī)械手傳送晶圓的過程，細(xì)分為移動(move)過程，取片(pick)、送片(place)二個子過程：

機(jī)械手移動(過程)過程，即機(jī)械手從當(dāng)前位置移動到要取送片的位置的過程。

機(jī)械手取片(pick)過程，即機(jī)械手從工藝加工單元中取出晶圓的過程,如圖1所示，機(jī)械手手指A順序經(jīng)過位置1、位置2、位置3到位置4完成取片(pick)過程。

機(jī)械手送片過程，即機(jī)械手向工藝加工單元中送入晶圓的過程，如圖1所示，機(jī)械手指A順序經(jīng)過位置位置4、位置3、位置2到位置1完成取片(place)過程。

晶圓傳送主要由機(jī)械手通過以上兩種過程組合完成。通常，取片和放片過程中，都是上位機(jī)等待機(jī)械手完成整個動作，才認(rèn)為動作完成，實際上這個過程花費的時間是機(jī)械手的實際動作時間加上和上位機(jī)通信時間，這個時間大于本發(fā)明方法中的相應(yīng)時間。因為整個設(shè)備加工過程都是有取送片過程組成，這種時間的延遲就會影響設(shè)備的產(chǎn)能。

發(fā)明專利內(nèi)容

本發(fā)明的目的是節(jié)省上位機(jī)與機(jī)械手通信命令時間，加快晶圓傳送，從而提高設(shè)備產(chǎn)能。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：一種縮短機(jī)械手晶片傳送時間的控制方法，包括以下步驟：

取片過程：

將機(jī)械手移動到取片開始位置；

上位機(jī)向機(jī)械手下達(dá)取片命令；

機(jī)械手執(zhí)行取片命令，將機(jī)械手末端的托具置于晶圓下方，然 后機(jī)械手做垂直向上運動，使晶圓置于托具內(nèi)；

機(jī)械手向上位機(jī)發(fā)送取片動作完成命令；

機(jī)械手返回初始位置，完成取片；

放片過程：

將機(jī)械手移動到放片開始位置；

上位機(jī)向機(jī)械手下達(dá)放片命令；

機(jī)械手執(zhí)行放片命令，將托有晶圓的托具置于放片位置上方，然后機(jī)械手做垂直向下運動，放置晶圓；

機(jī)械手向上位機(jī)發(fā)送放片動作完成命令；

機(jī)械手返回初始位置，完成放片。

所述機(jī)械手向上位機(jī)發(fā)送取片動作完成命令的時間為

Δt_取＝K*Dr_取/Sp_取；

其中，K為校準(zhǔn)系數(shù)，Dr_取為機(jī)械手在水平軸R和旋轉(zhuǎn)軸T構(gòu)成的水平面中最小工作半徑，Sp_取為機(jī)械手當(dāng)前速度。

所述機(jī)械手向上位機(jī)發(fā)送放片動作完成命令的時間為

Δt_放＝K*Dr_放/Sp_放；

其中，K為校準(zhǔn)系數(shù)，Dr_放為機(jī)械手在水平軸R和旋轉(zhuǎn)軸T構(gòu)成的水平面中最小工作半徑，Sp_放為機(jī)械手當(dāng)前速度。

本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果是：

1.本發(fā)明運用到半導(dǎo)體實際晶圓傳送過程當(dāng)中去，使得晶圓在傳送過程中提前發(fā)送命令返回，節(jié)省晶圓傳送時間，縮短機(jī)械手一個單周期晶圓傳送的時間，對于設(shè)備的產(chǎn)能提高有極大的積極作用。

2.運用在半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備實際的晶圓傳送過程中，通過縮短上位機(jī)與機(jī)械手通信時間來縮短機(jī)械手取/放片的傳送周期時間，使得晶圓在傳送過程中消耗的時間縮短，對于大型集束式加工工藝設(shè)備的產(chǎn)能提高有明顯作用。

附圖說明

圖1為晶圓傳送機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2晶圓傳送機(jī)械手通信示意圖；

圖3機(jī)械手傳送晶圓動作位置示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明方法作詳細(xì)描述。

一種縮短上位機(jī)與機(jī)械手通信時間，縮短機(jī)械手傳送周期的方法，如圖1所示，傳送機(jī)械手可以在三個自由度R、T、Z上進(jìn)行對晶圓的傳送，取片、放片的過程來將晶圓從一個晶圓承載位置傳送至下一個承載位置，機(jī)械手指A在傳送過程中直接承載晶圓，機(jī)械手手臂 B完成沿R方向(水平沿軸方向)移動，機(jī)械手臂C完成T(旋轉(zhuǎn)方向)、Z方向(豎直方向)上的移動，D是機(jī)械手本體。設(shè)備在生產(chǎn)過程中，由上位機(jī)下達(dá)指令給機(jī)械手，機(jī)械手根據(jù)指令進(jìn)行移動晶圓，如圖2所示，以取片(pick)命令為例,上位機(jī)下達(dá)pick指令F，機(jī)械手接收到pick指令，完成pick指令后發(fā)送完成反饋信息H，上位機(jī)接收后G完成此過程，如圖2所示。

本發(fā)明在機(jī)械手取片、送片過程中采用提前發(fā)送機(jī)械手位置結(jié)束信號，節(jié)省一部分機(jī)械手運動時間，達(dá)到縮短傳送晶圓時間的目的。具體步驟包含如下：

取片過程：

第一步，將機(jī)械手移動到晶圓承載位置；

第二步，上位機(jī)下達(dá)取片命令，

第三步，機(jī)械手執(zhí)行取片命令，將晶圓E取出，即取片，

第四步，機(jī)械手發(fā)送動作完成命令；

放片過程：

第一步，將機(jī)械手移動到晶圓承載位置；

第二步，上位機(jī)向機(jī)械手下達(dá)放片命令，

第三步，機(jī)械手執(zhí)行放片命令，將晶圓E放到傳送位置，即放片；

第四步，機(jī)械手向上位機(jī)發(fā)送動作完成命令；

所訴提高傳片速度的機(jī)械手移動方法，在取片過程的第三步中，機(jī)械手從位置1開始，經(jīng)過位置2、位置3，最后到達(dá)位置4，取片過程結(jié)束。取片過程只有R，Z軸參與運動。

取片過程中，第四步向上位機(jī)發(fā)送完成命令的時間是在第三步機(jī)械手經(jīng)位置3向位置4移動過程中，時間Δt_取由機(jī)械手運行速度和機(jī)械手在R，T自由度在水平面最小工作半徑一下決定，公式(1)如下：

Δt_取＝K*Dr_取/Sp_取；

其中，K為校準(zhǔn)系數(shù)，Dr_取為最小工作半徑，Sp_取為機(jī)械手當(dāng)前速度。此處K為設(shè)定值，取0～100％。

所訴提高傳片速度的機(jī)械手移動方法，在放片過程的第三步中，機(jī)械手從位置4開始，經(jīng)過位置3、位置2，最后到達(dá)位置1，取片過程結(jié)束。放片過程只有R，Z軸參與運動。

放片過程中，第四步向上位機(jī)發(fā)送完成命令的時間是在第三步機(jī)械手經(jīng)位置2向位置1移動過程中，時間Δt_放由機(jī)械手運行速度和機(jī)械手在R，T自由度在水平面最小工作半徑一下決定，公式(1)如下：

Δt_放＝K*Dr_放/Sp_放；

其中，K為校準(zhǔn)系數(shù)，Dr_放為最小工作半徑，Sp_放為機(jī)械手當(dāng)前 速度。此處K為設(shè)定值，取0～100％。

圖1中機(jī)械手在晶圓傳送的三個過程中的特點是，取片過程中，機(jī)械手伸展軸R和垂直軸Z參與運動將晶圓取回；移動過程中，軸垂直軸Z和旋轉(zhuǎn)軸T參與運動，將機(jī)械手運動到取送片的準(zhǔn)備位置；送片過程中，機(jī)械手伸展軸R和垂直軸Z參與運動將晶圓送出。

傳送晶圓機(jī)構(gòu)如圖1所示，傳送機(jī)械手由手指A、手臂B、轉(zhuǎn)臂C、機(jī)體D等4個部件組成；機(jī)體D是固定部件，轉(zhuǎn)臂C在固定在D上；轉(zhuǎn)臂C、手臂B和手指A構(gòu)成機(jī)械手運動機(jī)構(gòu)；機(jī)械手運動機(jī)構(gòu)可以由機(jī)體D機(jī)構(gòu)向垂直自由度Z方向運動，轉(zhuǎn)臂D將運動部件整體沿旋轉(zhuǎn)自由度T方向旋轉(zhuǎn)，手臂B帶動手指A向伸展自由度R方向移動；

本發(fā)明的機(jī)械手傳送方法是這樣實現(xiàn)的：取片、送片過程如圖3所示。

在取片過程中，機(jī)械手先移動到位置1，即機(jī)械手取片開始位置；位置2是機(jī)械手向R軸方向做伸展動作，將手指A(托具)伸到晶圓E的下部；位置3是機(jī)械手向Z軸正方向運動，將晶圓E取到手指A中，即晶圓承載位置的上部；位置4是機(jī)械手取片終止位置。

在放片過程中，機(jī)械手先移動到位置4，即機(jī)械手放片開始位置；位置3是機(jī)械手向R軸方向做伸展動作，將手指A伸到晶圓E承載位置的上部；位置2是機(jī)械手向Z軸負(fù)方向運動，將晶圓E放置到晶圓承載位置上；位置1是機(jī)械手放片終止位置。

本發(fā)明的通信方式如圖2所示：

首先，由上位機(jī)下達(dá)指令給機(jī)械手，機(jī)械手根據(jù)指令進(jìn)行移動晶圓，以取片(pick)命令為例,上位機(jī)下達(dá)pick指令F，機(jī)械手接收到pick指令，移動機(jī)械手到位置1、位置2、位置3時，就將發(fā)送完成反饋信息在H處返回，上位機(jī)接收后進(jìn)行下一次命令。圖中，K是常規(guī)情況下，機(jī)械手完成一次命令動作所花費的時間；M是采用本發(fā)明方法所用的時間；L是節(jié)省的時間。圖2中，通常情況下，機(jī)械手在動作結(jié)束后及J處通知上位機(jī)，上位機(jī)在I處接收到機(jī)械手完成。