半導(dǎo)體設(shè)備承載區(qū)域的硅片分布狀態(tài)組合檢測(cè)方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及半導(dǎo)體加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種半導(dǎo)體設(shè)備承載區(qū)域的娃片 分布狀態(tài)組合檢測(cè)方法，本發(fā)明還設(shè)及一種半導(dǎo)體設(shè)備承載區(qū)域的娃片分布狀態(tài)組合檢測(cè) 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 娃片的安全存取和輸運(yùn)是集成電路大生產(chǎn)線一個(gè)非常重要的技術(shù)指標(biāo)，在生產(chǎn)過(guò) 程中，通常要求由于輸運(yùn)設(shè)備自身導(dǎo)致的娃片破片率應(yīng)小于十萬(wàn)分之一。并且，作為批量式 娃片熱處理系統(tǒng)，相對(duì)于單片式工藝系統(tǒng)，每個(gè)生產(chǎn)工藝所需的娃片傳輸、娃片放置和取片 次數(shù)更多，因而對(duì)娃片傳輸、娃片放置和取片的安全性和可靠性要求更高。
[0003] 目前，機(jī)械手被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域中，機(jī)械手是娃片傳輸 系統(tǒng)中的重要設(shè)備，用于存取和輸運(yùn)工藝處理前和工藝處理后的娃片，其能夠接受指令，精 確地定位到=維或二維空間上的某一點(diǎn)進(jìn)行取放娃片，既可對(duì)單枚娃片進(jìn)行取放作業(yè)，也 可對(duì)多枚娃片進(jìn)行取放作業(yè)。
[0004] 然而，當(dāng)機(jī)械手在對(duì)娃片進(jìn)行取放作業(yè)時(shí)，尤其是，當(dāng)娃片在傳輸過(guò)程或熱處理過(guò) 程中導(dǎo)致的受熱變形等情況會(huì)導(dǎo)致娃片在承載器上處于突出狀態(tài)或者處于疊片、斜片或無(wú) 片狀態(tài)時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生碰撞導(dǎo)致娃片或設(shè)備受損，造成不可彌補(bǔ)的損失。
[0005] 請(qǐng)參閱圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)械手在娃片傳輸、娃片放置和取片時(shí)的位置結(jié)構(gòu) 示意圖。如圖所示，當(dāng)娃片組2中的娃片在承載器3上處于突出等異常狀態(tài)時(shí)，機(jī)械手1在 自動(dòng)存取娃片2的運(yùn)動(dòng)處于非完全工作狀態(tài)，非常容易造成娃片2及設(shè)備（包括機(jī)械手1) 的損傷。
[0006] 因此，在機(jī)械手1完成娃片放置后或準(zhǔn)備取片前，需對(duì)承載器3上娃片組2中的娃 片分布狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別，同時(shí)對(duì)識(shí)別出的各種異常狀態(tài)提供準(zhǔn)確應(yīng)對(duì)措施，W實(shí)現(xiàn)安 全取放片。
[0007] 目前，批量式娃片熱處理系統(tǒng)的娃片分布狀態(tài)的識(shí)別一般是采用單純的光電信號(hào) 運(yùn)動(dòng)掃描方法對(duì)娃片在承載器3上的分布狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別，該種掃描方法僅對(duì)娃片組2中的 娃片處于疊片、斜片或無(wú)片等異常狀態(tài)時(shí)，有一定的檢測(cè)效果，但如果娃片在承載器3上處 于突出狀態(tài)時(shí)，就不能很好地檢測(cè)出，也就是說(shuō)，通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)簡(jiǎn)單的得出異?；蛘５慕Y(jié) 果，在運(yùn)動(dòng)掃描過(guò)程中還是易產(chǎn)生碰撞導(dǎo)致娃片或設(shè)備受損，同時(shí)經(jīng)常產(chǎn)生漏報(bào)、誤報(bào)的情 況。
[000引隨著半導(dǎo)體集成電路制造技術(shù)的發(fā)展，對(duì)娃片的安全存取和輸運(yùn)提出了更高的要 求，即對(duì)機(jī)械手的精準(zhǔn)控制要求也越來(lái)越高。因此，如何快速準(zhǔn)確檢測(cè)娃片半導(dǎo)體設(shè)備承載 區(qū)域內(nèi)的娃片分布狀態(tài)，避免機(jī)械手運(yùn)動(dòng)造成娃片及設(shè)備損傷，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟 待解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種半導(dǎo)體設(shè)備承載區(qū)域的娃片分布狀態(tài)組合檢測(cè) 方法，能夠快速準(zhǔn)確檢測(cè)娃片半導(dǎo)體設(shè)備承載區(qū)域內(nèi)的娃片分布狀態(tài)，避免機(jī)械手運(yùn)動(dòng)造 成娃片及設(shè)備損傷。本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種半導(dǎo)體設(shè)備承載區(qū)域的娃片分布狀態(tài) 組合檢測(cè)裝置。
[0010] 為了實(shí)現(xiàn)上述第一個(gè)目的，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體設(shè)備承載區(qū)域的娃片分布狀 態(tài)組合檢測(cè)方法，其在位于娃片組上方的承載器端蓋（或稱(chēng)自動(dòng)爐口，shutter)內(nèi)表面，設(shè) 置有與所述端蓋中屯、對(duì)稱(chēng)的兩條平行滑軌，在所述軌道的相對(duì)位置，設(shè)置有第一和第二光 電傳感器組/超聲波傳感器組，每組所述光電傳感器包括發(fā)射端和接收端；在位于娃片承 載器圓周側(cè)邊的機(jī)械手U形端部相對(duì)位置上，設(shè)置有第=和第四光電傳感器組，每組所述 光電傳感器組包括發(fā)射端和接收端；所述方法包括W下步驟：
[0011] 步驟S1、設(shè)定第一和第二光電傳感器組/超聲波傳感器組及機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)初始化 參數(shù)并執(zhí)行初始化，其中，所述初始化參數(shù)包括所述光電傳感器組水平步進(jìn)距離、水平起始 點(diǎn)位置及終止點(diǎn)位置；機(jī)械手水平和/或垂直掃描運(yùn)動(dòng)速度，娃片的間隔距離、每一次機(jī)械 手水平步進(jìn)距離、水平起始點(diǎn)位置及終止點(diǎn)位置和上/下垂直起始點(diǎn)位置及終止點(diǎn)位置。
[0012] 步驟S2、執(zhí)行娃片凸片的異常狀態(tài)極限位置預(yù)掃描指令；其具體包括：
[0013] 步驟S21;所述第一和第二光電傳感器組/超聲波傳感器組/定位對(duì)應(yīng)于所述承 載器第一個(gè)放置娃片的垂直起始點(diǎn)和水平起始點(diǎn)位置，并將所述第一和第二光電傳感器組 /超聲波傳感器組的工作模式設(shè)置成自接收模式；
[0014] 步驟S22;根據(jù)第一和/或第二光電傳感器組各自沿娃片層疊的垂直方向發(fā)射和 接收光信號(hào)的時(shí)間差和預(yù)定的判斷規(guī)則，判斷娃片是否存在突出規(guī)定位置的異常狀態(tài)，如 果是，執(zhí)行步驟S24 ;否則，執(zhí)行步驟S23 ;
[0015] 步驟S23 ;控制所述第一和第二光電傳感器組/超聲波傳感器組沿承載區(qū)中屯、方 向同步前進(jìn)一個(gè)預(yù)設(shè)的水平步進(jìn)距離，判斷所述位置是否是水平終止點(diǎn)位置；如果是，執(zhí)行 步驟S4;否則，執(zhí)行步驟S22;
[0016] 步驟S24;測(cè)量阻擋光束傳播路徑上障礙物距離，得到存在突出狀態(tài)娃片的位置 參數(shù)，發(fā)出凸片異常報(bào)警信息，執(zhí)行步驟S3。
[0017] 步驟S3 ;執(zhí)行娃片凸片的異常狀態(tài)循環(huán)掃描指令；其具體包括：
[001引步驟S31 ;所述機(jī)械手定位下降至所述存在突出狀態(tài)娃片的位置；將所述第=和 第四光電傳感器組的工作模式設(shè)置成互接收模式，判斷所述位置是否是上或下垂直終止點(diǎn) 位置；如果是，控制所述機(jī)械手沿所述承載區(qū)中屯、方向前進(jìn)一個(gè)預(yù)設(shè)的水平步進(jìn)距離，執(zhí)行 步驟S33 ;如果不是，執(zhí)行步驟S32 ;
[0019] 步驟S32;所述機(jī)械手依序下降或上升一個(gè)娃片的間隔距離；
[0020] 步驟S33;根據(jù)第S和第四光電傳感器組間相互水平發(fā)射和接收光信號(hào)的反饋值 接收時(shí)間隨遮擋范圍產(chǎn)生強(qiáng)度上的變化，判斷相應(yīng)位置的娃片是否存在凸片的異常狀態(tài)； 如果是，執(zhí)行步驟S35 ;否則，判斷該位置是否是上/下垂直終止點(diǎn)位置；如果不是，執(zhí)行步 驟S32 ;如果是，執(zhí)行步驟S34 ;
[002U 步驟S34;機(jī)械手沿所述承載區(qū)中屯、方向前進(jìn)一個(gè)預(yù)設(shè)的水平步進(jìn)距離，判斷該 位置是否是超出水平終止點(diǎn)位置；如果是，執(zhí)行步驟S4 ;否則，執(zhí)行步驟S33 ;
[0022] 步驟S35 ;發(fā)出凸片異常報(bào)警信息，繼續(xù)執(zhí)行步驟S32。
[0023] 步驟S4;執(zhí)行娃片分布狀態(tài)異常掃描指令，根據(jù)所述第=和第四光電傳感器組間 相互發(fā)射和接收的反饋值在掃描檢測(cè)區(qū)域內(nèi)光信號(hào)強(qiáng)度的分布狀態(tài)，判斷是否存在斜片、 疊片和/或空片的異常狀態(tài)。
[0024] 優(yōu)選地，所述步驟S22中預(yù)定的判斷規(guī)則為：
[0025] A.如果第一和第二光電傳感器組/超聲波傳感器組在極限位垂直于娃片方向的 娃片放置區(qū)域皆沒(méi)有檢測(cè)到障礙物，則相應(yīng)位置不存在突出規(guī)定位置的異常狀態(tài)；
[0026] B.如果第一和第二光電傳感器組/超聲波傳感器組在極限位垂直于娃片方向的 娃片放置區(qū)域皆檢測(cè)到障礙物，則相應(yīng)位置存在突出規(guī)定位置的異常狀態(tài)；
[0027] C.如果第一和第二光電傳感器組/超聲波傳感器組在極限位垂直于娃片方向的 娃片放置區(qū)域有一組光電傳感器組檢測(cè)到障礙物，則判定為不確定狀態(tài)，需再次檢測(cè)或人 工重復(fù)檢測(cè)。
[002引優(yōu)選的，還包括第一轉(zhuǎn)動(dòng)單元，所述承載器端蓋內(nèi)表面還具有與所述承載器中屯、 同軸屯、的環(huán)形滑軌，所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)所述兩條平行滑軌沿環(huán)形滑軌轉(zhuǎn)動(dòng)，且在整個(gè) 所述承載器側(cè)周上具有N個(gè)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)停止位置，在每一個(gè)檢測(cè)位置執(zhí)行一次所述步驟S2， 得到一組相應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果；最后將N組檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行與運(yùn)算，得到最終的娃片凸片的異常 狀態(tài)分布，其中，N為大于等于2的正整數(shù)
[0029] 優(yōu)選的，所述N個(gè)位置點(diǎn)中相鄰兩個(gè)位置的旋轉(zhuǎn)角度相同，選擇設(shè)定如下；A.當(dāng) (360° /設(shè)定旋轉(zhuǎn)角度）的余數(shù)=0時(shí)；
[0030] 累計(jì)檢測(cè)位置數(shù)目=360° /設(shè)定旋轉(zhuǎn)角度
[0031] 實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度=設(shè)定旋轉(zhuǎn)角度
[0032] B.當(dāng)（360。/設(shè)定旋轉(zhuǎn)角度）的余數(shù)聲0時(shí)；
[0033] 累計(jì)檢測(cè)位置數(shù)目=(360° /設(shè)定旋轉(zhuǎn)角度）取整（舍去小數(shù)點(diǎn)后）+1
[0034] 實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度= 360° /累計(jì)檢測(cè)位置數(shù)目
[0035] 如果由旋轉(zhuǎn)起始點(diǎn)和設(shè)定旋轉(zhuǎn)角度生成的檢測(cè)位置坐標(biāo)值與所述承載器支撐點(diǎn) 的坐標(biāo)位置沖突，則需重新設(shè)定起始點(diǎn)和旋轉(zhuǎn)角度值。
[0036] 優(yōu)選的，所述步驟S3中，所述第一和第二光電傳感器組/超聲波傳感器組的水平 起始位置與娃片處于跌落極限位置時(shí)的位置相關(guān)，所述水平終止點(diǎn)位置與承載器的支撐結(jié) 構(gòu)參數(shù)和相關(guān)；且沿水平方向每次移動(dòng)水平步進(jìn)距離相等或逐漸減小。
[0037] 優(yōu)選的，所述步驟S4包括：
[003引步驟S41;根據(jù)娃片的厚度、相鄰?fù)奁拈g隔距離和承載器的厚度，獲得判斷斜 片、疊片和空片的運(yùn)動(dòng)掃描區(qū)域；
[0039] 步驟S42;所述機(jī)械手定位于水平起始點(diǎn)位置和上/下垂直終止點(diǎn)位置；
[0040] 步驟S43;根據(jù)所述第S和第四光電傳感器組間相互發(fā)射和接收光信號(hào)的預(yù)設(shè)檢 測(cè)區(qū)域和在該區(qū)域的光信號(hào)遮蔽寬度情況，依次判斷相應(yīng)的娃片放置位置是否存在斜片、 疊片和/或空片的異常狀態(tài)；如果是，執(zhí)行步驟S45;否則，直接執(zhí)行步驟S44;
[004U 步驟S44;所述機(jī)械手依序下降或上升一個(gè)娃片的間隔距離，判斷所述位置是否 是上/下垂直終止點(diǎn)位置；如果是，結(jié)束；否則，執(zhí)行步驟S43;
[0042] 步驟S45;發(fā)出相應(yīng)位置存在斜片、疊片和/或空片的異常狀態(tài)信息，執(zhí)行步驟 S44。
[0043] 優(yōu)選的，所述承載器或所述機(jī)械手包括第二轉(zhuǎn)動(dòng)單元，所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)單元使所述 機(jī)械手圍繞所述承載器作相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，且在整個(gè)所述承載器側(cè)周上具有M個(gè)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)停 止位置，在每一個(gè)檢測(cè)位置執(zhí)行一次所述步驟S3和/或步驟S4,得到一組相應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果； 最后將M組檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行與運(yùn)算，得到最終的娃片分布狀態(tài)異常情況結(jié)果；其中，M為大于 等于2正整數(shù)。
[0044] 優(yōu)選的，所述M個(gè)位置點(diǎn)中相鄰兩個(gè)位置的旋轉(zhuǎn)角度相同，選擇設(shè)定如下；A.當(dāng) (360° /設(shè)定旋轉(zhuǎn)角度）的余數(shù)=0時(shí)；
[0045] 累計(jì)檢測(cè)位置數(shù)目=360° /設(shè)定旋轉(zhuǎn)角度
[0046] 實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度=設(shè)定旋轉(zhuǎn)角度
[0047] B.當(dāng)（360。/設(shè)定旋轉(zhuǎn)角度）的余數(shù)聲0時(shí)；
[0048] 累計(jì)檢測(cè)位置數(shù)目=(360° /設(shè)定旋轉(zhuǎn)角度）取整（舍去小數(shù)點(diǎn)后）+1
[0049] 實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度= 360° /累計(jì)檢測(cè)位置數(shù)目
[0化0] 如果由旋轉(zhuǎn)起始點(diǎn)和設(shè)定旋轉(zhuǎn)角度生成的檢測(cè)位置坐標(biāo)值與所述承載器支撐點(diǎn) 的坐標(biāo)位置沖突，則需重新設(shè)定起始點(diǎn)和旋轉(zhuǎn)角度值。
[0化1] 為了實(shí)現(xiàn)上述第二個(gè)目的，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體設(shè)備承載區(qū)域的娃片分布狀 態(tài)組合檢測(cè)裝置，