[发明专利]一种判别并记录硅片位置的检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种判别并记录硅片位置的检测装置及方法，属于半导体搬运设备技术领域。硅片盒的插槽排列方式为梯形排列，上端有开口，从上向下看可以观测到每层硅片的边缘，红外线距离传感器安装在硅片盒的上方，信号发射路线沿竖直方向，气缸推动传感器进行直线运动，同时传感器的信号发射二极管通过硅片盒上端的开口向硅片发射信号，信号经过每层硅片边缘反射回来被接收二极管接收，位于不同层的硅片反射的信号不同，反射回来的信号经过采集卡传输给工控机，工控机通过软件对采集到的信号进行分析归类，机械手再根据工控机的数据进行工艺操作。本发明为硅片位置的识别和机械手操作的可靠性提供了实验基础。

技术领域

本发明是一种判别并记录硅片位置的检测装置及方法，具体涉及半导体搬运设备技术领域。

背景技术

硅片被广泛应用于半导体元器件中，其精细程度代表了半导体的制造工艺水平，硅片在生产制造过程中对环境、加工及承载装置有严格的要求，硅片一般都是存放在硅片盒中，机械手会从硅片盒中抓取和搬运硅片进行工艺处理。

硅片盒一般是立式放置，前面开口用于机械手抓取和存放硅片，硅片盒中分布有一层层的插槽，每个插槽放置一张硅片，盒中通常有25个插槽用来存放硅片。硅片在硅片盒中的分布是随机的，通常不是按照盒中小槽的顺序来依次放置硅片，因而硅片在硅片盒中分布会出现随机的空缺现象。在硅片的工艺处理过程中，机械手会对硅片盒中的硅片进行拾取和搬运，机械手操作的速度高频率快，为了尽可能地缩短操作时间，一般会对硅片盒中的硅片存放位置进行扫描并记录下来，以此来方便机械手进行操作，避免对空缺位置进行不必要的动作，节省操作时间。

目前，扫描硅片存放位置的传统方法是在机械手的末端手爪关节处安装一个红外线传感器，在机械手进行拾取动作前先用传感器对硅片盒进行自上向下的扫描，判别硅片的存放位置并将数据传送给机械手。传统的红外线传感器发射的红外线需要发射在硅片的侧边然后经过反射回来才能判别硅片的位置，现如今的硅片变得越来越薄，红外线发射在硅片侧边出现误差的次数逐渐增加，很容易就会出现错误判别硅片位置的现象，由此会引起机械手与硅片的碰撞及损坏硅片的严重后果。因此，传统的利用红外线传感器在硅片盒前方自上向下扫描硅片位置的方法已经不再适用，需要寻求新的方法。

发明内容

为了解决传统红外线扫描识别薄硅片位置容易出现较大误差的问题，本发明提供了一种判别并记录硅片位置的检测装置及方法，采取的技术方案如下所述：

将传统硅片盒进行改进，成为一种改进的硅片盒。硅片盒中的25个插槽由原来的沿竖直方向排列变为沿与竖直方向有一定夹角的梯形排列，硅片盒上方安装有一个沿水平方向移动的红外线距离传感器，当硅片盒中的硅片放入完毕后，红外线距离传感器沿水平方向进行匀速移动，该过程中红外信号发射二极管不断向插槽中的硅片发射信号，当发射的信号遇到硅片时，红外信号反射回来被接收管接收，每层插槽中的硅片反射回来的红外信号都不同，获得不同的位置信息，信息经过采集卡采集后传输给工控机，工控机再对采集到的数据进行分析归类，确定硅片的位置，然后控制机械手进行硅片的拾取和搬运。

所述的判别并记录硅片位置的检测装置系统包括机械结构模块和信号采集模块。

该装置的机械结构模块包括硅片盒、硅片、水平支架、竖直支架、水平导轨、滑块横梁、传感器连接板、气缸。

该装置的信号采集模块包括红外线距离传感器、信息采集卡、工控机。