[发明专利]半导体设备承载区域的硅片分布状态图像检测方法及装置

说明书

一种半导体设备承载区域的硅片分布状态图像检测方法以及装置，其在位于硅片组上方设置图像传感单元，在位于硅片承载器圆周侧边的机械手U形端部相对位置上，设置光电扫描单元或超声扫描单元；且承载器和机械手间可以作相对旋转和/或定位的运动；在第一检测阶段的图像采集模式下，执行硅片凸片的异常状态极限位置预扫描指令；通过在第二检测阶段的光电扫描/超声扫描单元的互接收模下，执行硅片凸片的异常状态循环扫描指令；以及通过在第三检测阶段的光电扫描/超声扫描单元互接收模式下，执行硅片分布状态异常扫描指令；且在承载器的周围布设多个扫描检测点，进一步地提高了检测精度。

技术领域

本发明涉及半导体加工设备技术领域，尤其涉及一种半导体设备承载区域的硅片分布状态图像检测方法，本发明还涉及一种半导体设备承载区域的硅片分布状态图像检测装置。

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半导体设备承载区域的硅片分布状态图像检测方法，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三种半导体设备承载区域的硅片分布状态检测装置。

为了实现上述第一个目的，本发明提供了一种半导体设备承载区域的硅片分布状态图像检测方法，其在位于硅片组的上方，设置有图像传感单元，在位于硅片承载器圆周侧边的机械手上，设置有光电扫描单元、超声扫描单元或图像传感单元，其中，所述光电扫描单元包括两个互为发射端和接收端的水平对射式光电传感器，分别位于所述机械手U形端的相对位置；所述超声扫描单元包括两个互为发射端和接收端的水平对射式超声传感器，分别位于所述机械手U形端的相对位置；所述方法包括以下步骤：