硅片分布狀態(tài)圖像組合檢測(cè)方法及裝置制造方法及圖紙

一種硅片分布狀態(tài)圖像組合檢測(cè)方法以及裝置，該裝置包括在位于硅片組上方設(shè)置圖像傳感單元，以及設(shè)置在機(jī)械手上的光電掃描單元或超聲掃描單元；且光電掃描單元或超聲掃描單元通過機(jī)械手驅(qū)動(dòng)水平或垂直定位；在第一檢測(cè)階段的圖像采集模式下，執(zhí)行硅片凸片的異常狀態(tài)極限位置預(yù)掃描指令；通過在第二檢測(cè)階段的光電掃描/超聲掃描單元先工作在自接收測(cè)距模式，進(jìn)行在預(yù)掃描出凸片上方所有硅片的循環(huán)掃描指令，第三檢測(cè)階段轉(zhuǎn)換為互接收工作模式，執(zhí)行硅片分布狀態(tài)異常掃描指令，以及第四檢測(cè)階段又轉(zhuǎn)換成自接收工作模式，執(zhí)行在預(yù)掃描出凸片下方所有硅片的循環(huán)掃描指令；且在承載器的周圍布設(shè)多個(gè)掃描檢測(cè)點(diǎn)，進(jìn)一步地提高了檢測(cè)精度。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及半導(dǎo)體加工設(shè)備
，尤其涉及一種半導(dǎo)體設(shè)備承載區(qū)域的硅片 分布狀態(tài)圖像組合檢測(cè)方法，本專利技術(shù)還涉及半導(dǎo)體設(shè)備承載區(qū)域的硅片分布狀態(tài)圖像組合 檢測(cè)裝置。
技術(shù)介紹
硅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 程中，通常要求由于輸運(yùn)設(shè)備自身導(dǎo)致的硅片破片率應(yīng)小于十萬分之一。并且，作為批量式 硅片熱處理系統(tǒng)，相對(duì)于單片式工藝系統(tǒng)，每個(gè)生產(chǎn)工藝所需的硅片傳輸、硅片放置和取片 次數(shù)更多，因而對(duì)硅片傳輸、硅片放置和取片的安全性和可靠性要求更高。目前，機(jī)械手被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體集成電路制造
中，機(jī)械手是硅片傳輸 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硅片，其能夠接受指令，精 確地定位到三維或二維空間上的某一點(diǎn)進(jìn)行取放硅片，既可對(duì)單枚硅片進(jìn)行取放作業(yè)，也 可對(duì)多枚硅片進(jìn)行取放作業(yè)。 然而，當(dāng)機(jī)械手在對(duì)硅片進(jìn)行取放作業(yè)時(shí)，尤其是，當(dāng)硅片在傳輸過程或熱處理過 程中導(dǎo)致的受熱變形等情況會(huì)導(dǎo)致硅片在承載器上處于突出狀態(tài)或者處于疊片、斜片或無 片狀態(tài)時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生碰撞導(dǎo)致硅片或設(shè)備受損，造成不可彌補(bǔ)的損失。 請(qǐng)參閱圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)械手在硅片傳輸、硅片放置和取片時(shí)的位置結(jié)構(gòu) 示意圖。如圖所示，當(dāng)硅片組2中的硅片在承載器3上處于突出等異常狀態(tài)時(shí)，機(jī)械手1在 自動(dòng)存取硅片2的運(yùn)動(dòng)處于非完全工作狀態(tài)，非常容易造成硅片2及設(shè)備（包括機(jī)械手1) 的損傷。 因此，在機(jī)械手1完成硅片放置后或準(zhǔn)備取片前，需對(duì)承載器3上硅片組2中的硅 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，以實(shí)現(xiàn)安 全取放片。 目前，批量式硅片熱處理系統(tǒng)的硅片分布狀態(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)硅片在承載器3上的分布狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別，這種掃描方法僅對(duì)硅片組2中的 硅片處于疊片、斜片或無片等異常狀態(tài)時(shí)，有一定的檢測(cè)效果，但如果硅片在承載器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，通過現(xiàn)有技術(shù)簡單的得出異常或正常的結(jié) 果，在運(yùn)動(dòng)掃描過程中還是易產(chǎn)生碰撞導(dǎo)致硅片或設(shè)備受損，同時(shí)經(jīng)常產(chǎn)生漏報(bào)、誤報(bào)的情 況。 隨著半導(dǎo)體集成電路制造技術(shù)的發(fā)展，對(duì)硅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)控制要求也越來越高。因此，如何快速準(zhǔn)確檢測(cè)硅片半導(dǎo)體設(shè)備承載 區(qū)域內(nèi)的硅片分布狀態(tài)，避免機(jī)械手運(yùn)動(dòng)造成硅片及設(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。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的第一個(gè)目的是提供一種半導(dǎo)體設(shè)備承載區(qū)域的硅片分布狀態(tài)圖像組合 檢測(cè)方法，能夠快速準(zhǔn)確檢測(cè)硅片半導(dǎo)體設(shè)備承載區(qū)域內(nèi)的硅片分布狀態(tài)，避免機(jī)械手運(yùn) 動(dòng)造成硅片及設(shè)備損傷。本專利技術(shù)的第二個(gè)目的是提供兩種半導(dǎo)體設(shè)備承載區(qū)域的硅片分布 狀態(tài)圖像組合檢測(cè)裝置。 為了實(shí)現(xiàn)上述第一個(gè)目的，本專利技術(shù)提供一種半導(dǎo)體設(shè)備承載區(qū)域的硅片分布狀態(tài) 圖像組合檢測(cè)方法，其包括： 步驟S1、將圖像傳感單元設(shè)置于硅片組的上方，設(shè)定理想放置硅片的中心坐標(biāo)和 實(shí)際放置區(qū)域距該中心坐標(biāo)偏差閾值；啟動(dòng)圖像傳感單元拍攝硅片放置狀態(tài)圖像，并利用 圖像特征識(shí)別算法，判斷硅片組中硅片放置是否有超出所述偏差閾值的情況；如果是，執(zhí)行 步驟S5,否則，執(zhí)行步驟S2 ; 步驟S2 :將第一和第二光電傳感器/第一和第二超聲波傳感器的工作模式設(shè)置成 自接收模式，且第一和第二光電傳感器/第一和第二超聲波傳感器定位對(duì)應(yīng)于承載器第一 個(gè)放置硅片的垂直起始點(diǎn)和步驟S1檢測(cè)到的圖像突出點(diǎn)作為水平起始點(diǎn)位置上方； 步驟S3 :根據(jù)第一和/或第二光電傳感器，或者，第一和/或第二超聲波傳感器， 各自沿硅片層疊的垂直向下方向發(fā)射和接收光信號(hào)的時(shí)間差和預(yù)定的判斷規(guī)則，判斷硅片 存在突出規(guī)定位置異常狀態(tài)的垂直坐標(biāo)； 步驟S4 :所述機(jī)械手沿所述承載區(qū)中心方向前進(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S5 ;否則，執(zhí)行步驟S3 ; 步驟S5 :將兩個(gè)光電傳感器/超聲波傳感器設(shè)置成互接收模式，所述機(jī)械手從水 平終止點(diǎn)位置垂直起始位置到垂直終止位置執(zhí)行所有硅片分布狀態(tài)異常掃描指令，根據(jù)兩 個(gè)光電傳感器/超聲波傳感器間相互發(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)； 步驟S6 :將兩個(gè)光電傳感器/超聲波傳感器設(shè)置成自接收模式，根據(jù)第一和/或 第二光電傳感器，或者，第一和/或第二超聲波傳感器，各自沿硅片層疊的垂直向上方向發(fā) 射和接收光信號(hào)的時(shí)間差和預(yù)定的判斷規(guī)則，判斷硅片存在突出規(guī)定位置異常狀態(tài)的垂直 坐標(biāo)； 步驟S7 :所述機(jī)械手沿所述承載區(qū)中心相反方向前進(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步驟S1檢測(cè)到的圖像突出點(diǎn)的水平起始點(diǎn)位置；如果是，結(jié)束；否則， 執(zhí)行步驟S6。 優(yōu)選地，所述步驟S5具體包括以下步驟： 步驟S51 :根據(jù)硅片的厚度、相鄰硅片的間隔距離和承載器的厚度，獲得判斷斜 片、萱片和空片的運(yùn)動(dòng)掃描區(qū)域； 步驟S52 :所述機(jī)械手定位于水平運(yùn)動(dòng)起始點(diǎn)位置和垂直終止點(diǎn)位置； 步驟S53 :根據(jù)兩個(gè)所述光電傳感器/或超聲掃描單元相互發(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)的硅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S55 ;否則，直接執(zhí)行步驟S54 ; 步驟S54 :所述機(jī)械手依序下降一個(gè)硅片的間隔距離，判斷所述位置是否是垂直 終止點(diǎn)位置；如果是，結(jié)束；否則，執(zhí)行步驟S53 ; 步驟S55 :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 S54〇優(yōu)選地，所述承載器或所述機(jī)械手包括轉(zhuǎn)動(dòng)單元，所述轉(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S1至S7,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，得到最終的硅片凸片的異常狀態(tài)分布，其中，N為大于等于2的正整數(shù)。 優(yōu)選地，所述N個(gè)位置中相鄰兩個(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)：累計(jì)檢測(cè)位置數(shù)目=360°/設(shè)定旋轉(zhuǎn)角度 實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度=設(shè)定旋轉(zhuǎn)角度 B?當(dāng)（360° /設(shè)定旋轉(zhuǎn)角度）的余數(shù)辛0時(shí)： 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 實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度= 360° /累計(jì)檢測(cè)位置數(shù)目 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。 優(yōu)選地，所述步驟S4和S6中，所述機(jī)械手沿水平方向每次移動(dòng)水平步進(jìn)距離相 等、逐漸變大和/或逐漸減小；且所述水平起始位置與硅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)。 為了實(shí)現(xiàn)上述第二個(gè)目的，本專利技術(shù)又提供了一種硅片分布狀態(tài)圖像掃描檢測(cè)裝 置，其包括圖像傳感單元、光電掃描單元、控制單元和報(bào)警單元；圖像傳感單元設(shè)置在位于 硅片組的上方，用于俯視拍攝層疊于所述硅片組中硅片放置狀態(tài)的圖像；光電掃描單元設(shè) 置于在所述承載器的圓周側(cè)邊的機(jī)械手上，并隨所述機(jī)械手移動(dòng)，在水平和/或垂直預(yù)設(shè) 方向進(jìn)行移動(dòng)并執(zhí)行掃描檢測(cè)，其包括兩個(gè)光本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種硅片分布狀態(tài)圖像組合檢測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：步驟S1、將圖像傳感單元設(shè)置于硅片組的上方，設(shè)定理想放置硅片的中心坐標(biāo)和實(shí)際放置區(qū)域距該中心坐標(biāo)偏差閾值；啟動(dòng)圖像傳感單元拍攝硅片放置狀態(tài)圖像，并利用圖像特征識(shí)別算法，判斷硅片組中硅片放置是否有超出所述偏差閾值的情況；如果是，執(zhí)行步驟S5，否則，執(zhí)行步驟S2；步驟S2：將第一和第二光電傳感器/第一和第二超聲波傳感器的工作模式設(shè)置成自接收模式，且第一和第二光電傳感器/第一和第二超聲波傳感器定位對(duì)應(yīng)于承載器第一個(gè)放置硅片的垂直起始點(diǎn)和步驟S1檢測(cè)到的圖像突出點(diǎn)作為水平起始點(diǎn)位置上方；步驟S3：根據(jù)第一和/或第二光電傳感器，或者，第一和/或第二超聲波傳感器，各自沿硅片層疊的垂直向下方向發(fā)射和接收光信號(hào)的時(shí)間差和預(yù)定的判斷規(guī)則，判斷硅片存在突出規(guī)定位置異常狀態(tài)的垂直坐標(biāo)；步驟S4：所述機(jī)械手沿所述承載區(qū)中心方向前進(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S5；否則，執(zhí)行步驟S3；步驟S5：將兩個(gè)光電傳感器/超聲波傳感器設(shè)置成互接收模式，所述機(jī)械手從水平終止點(diǎn)位置垂直起始位置到垂直終止位置執(zhí)行所有硅片分布狀態(tài)異常掃描指令，根據(jù)兩個(gè)光電傳感器/超聲波傳感器間相互發(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)；步驟S6：將兩個(gè)光電傳感器/超聲波傳感器設(shè)置成自接收模式，根據(jù)第一和/或第二光電傳感器，或者，第一和/或第二超聲波傳感器，各自沿硅片層疊的垂直向上方向發(fā)射和接收光信號(hào)的時(shí)間差和預(yù)定的判斷規(guī)則，判斷硅片存在突出規(guī)定位置異常狀態(tài)的垂直坐標(biāo)；步驟S7：所述機(jī)械手沿所述承載區(qū)中心相反方向前進(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步驟S1檢測(cè)到的圖像突出點(diǎn)的水平起始點(diǎn)位置；如果是，結(jié)束；否則，執(zhí)行步驟S6。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐冬，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11