CN101383311B - 晶片传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶片传输系统，包括真空传输腔室，所述真空传输腔室连接有多个腔室，真空传输腔室与每个腔室之间的晶片通道处分别设有用于感知晶片位置信息的光纤传感器。光纤传感器包括发射端和接收端，发射端发射的光线垂直于晶片表面，光纤传感器的位置略偏于晶片通道的中心线。当真空机械手在多个腔室之间传输晶片时，传感器可以感知晶片的位置信息，传输系统可以根据该信息对晶片的位置偏差进行校准，又不会影响机台的加工能力和产出率。

Description

晶片传输系统

技术领域

本发明涉及一种半导体加工设备，尤其涉及一种晶片传输系统。

背景技术

在半导体生产加工制造流程中，晶片传输系统与多个晶片处理室相连。晶片从片仓通过晶片传输系统由晶片搬运机械手将需要加工处理的晶片搬运到处理室中进行加工处理；且晶片在加工完成后，依旧通过晶片传输系统由机械手将加工完毕的晶片搬运回片仓。

随着晶片加工工艺尺寸和线宽的减小，机械手将晶片放置在处理室中的位置精度也随之要求越来越高，以保证晶片加工的精确性、重复性和成品率。同时，随着晶片尺寸的加大，对于晶片的对准精度也随之增大。

现有技术一如图1所示，晶片首先由大气机械手AR将晶片从片仓F1、F2、F3中取出，然后放到同属大气传输单元EFEM的大气晶片校准器A对晶片中心位置进行校准；校准完毕后，大气机械手AR将晶片放入真空过渡装载锁LA、LB中；之后，位于真空传输室TM中央的真空机械手VR对放置于真空过渡装载锁LA、LB中的晶片进行抓取，放入目标处理室PM1、PM2、PM3、PM4中进行加工。

上述现有技术一至少存在以下缺点：

由于晶片在传输过程中，由于真空过渡装载锁LA、LB存在一换手动作，所以，当真空机械手VR对晶片进行抓取后将会和原始期望位置出现一个偏差，从而导致真空机械手VR将晶片向目标处理室PM1中放置时出现偏差。如果晶片需要在多个目标处理室PM中依次完成多种工艺加工，真空机械手VR需将目标处理室PM1中加工完毕的晶片取出后再放入其他目标处理室PM中继续加工，那么这个过程也会对晶片的位置带来偏差。

现有技术二如图2所示。在真空传输室TM的一边设置一个真空晶片校准器A’。在真空机械手VR将晶片从真空过渡装载锁LA中取出后，先到真空晶片校准器A’中进行二次校准，以消除真空过渡装载锁LA位置换手带来的偏差，然后由真空机械手VR将晶片取出放置到目标处理室PM中去做工艺加工。如果晶片需要在多个目标处理室PM中依次完成多种工艺加工，那么每次更换腔室都需要去真空晶片校准器A’中对晶片的偏差重新做一次校准。

上述现有技术二至少存在以下缺点：

首先，真空晶片校准器A’占据了一个目标处理室PM的位置，导致整个机台的加工能力降低；其次，每次工艺前都要去真空晶片校准器A’重新一次校准，影响了机台的产出率。

发明内容

本发明的目的是提供一种既不影响机台的加工能力和产出率，又能对晶片的位置偏差进行校准的晶片传输系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的晶片传输系统，包括真空传输腔室，所述真空传输腔室连接有多个腔室，所述真空传输腔室设有真空机械手，所述真空机械手可以在所述多个腔室之间传输晶片，所述的真空传输腔室与每个腔室之间的晶片通道处分别设有用于感知晶片位置信息的传感器。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的晶片传输系统，由于真空传输腔室与每个腔室之间的晶片通道处分别设有用于感知晶片位置信息的传感器，当真空机械手在多个腔室之间传输晶片时，传感器可以感知晶片的位置信息，传输系统可以根据该信息对晶片的位置偏差进行校准，又不会影响机台的加工能力和产出率。

附图说明

图1为现有技术一的晶片传输系统的结构示意图；

图2为现有技术一的晶片传输系统的结构示意图；

图3为本发明的晶片传输系统的具体实施例的结构示意图；

图4为本发明中传感器的安装位置示意图；

图5为本发明的晶片传输系统传输晶片的状态参考图；

图6为本发明的晶片传输系统的具体实施例一的原理框图；

图7为本发明的晶片传输系统的具体实施例二的原理框图。

具体实施方式

本发明的晶片传输系统，其较佳的具体实施方式如图3所示，包括真空传输腔室TM，所述真空传输腔室TM连接有多个腔室，包括目标处理室PM1、PM2、PM3、PM4，真空过渡装载锁LA、LB等，根据需要也可以连接其它的腔室。

真空传输腔室TM设有真空机械手VR，真空机械手VR可以在多个腔室之间传输晶片，真空传输腔室TM与每个腔室之间的晶片通道处分别设有用于感知晶片位置的传感器8，可以在每个晶片通道处设有1个或多个传感器8。当晶片通过晶片通道时，传感器可以感知晶片的位置信息，传输系统可以根据该信息对晶片的位置偏差进行校准。

所述的传感器8可以为光电传感器或光纤传感器，也可以是其它的传感器。

如图4所示，所述的传感器包括发射端4和接收端5，所述发射端4和接收端5相对设置在真空传输腔室TM的上壁1和下壁3上，发出的光线垂直于晶片7的表面。当真空机械手执行端2将晶片7在真空传输室中的各个位置进行搬运传递时，晶片7需途径相应的传感器所在投影位置。

如图5所示，所述的传感器8的位置可以略偏于所述晶片7通道的中心线，只要能检测到晶片7边缘的任意两点就可以了。应当使晶片7在传递搬运过程中必须经过，也就是说，在此过程中晶片7应当要对每个传感器光线完成“未遮挡-遮挡-未遮挡”两次状态改变的过程，每个传感器8的两次状态改变在晶片边缘产生的两点连线属于晶片7圆的普通任意弦长，或是直径。

当晶片7在搬运中经过传感器8时，会因为遮挡或避开光线来导致传感器8的状态发生改变。也就是说，当晶片7从“未遮挡光线到遮挡住光线”，传感器8会有一个信号输出；当晶片7从“遮挡光线到未遮挡光线”，传感器8也会有一个信号输出。对真空机械手VR而言，这两个瞬时座标即为晶片7边缘的两个点。

具体实施例，真空机械手VR从真空过渡装载锁LA中位置11取片，当晶片7经过位置12时，晶片7边缘遮挡传感器8光线，此时传感器8将因为状态改变而产生一信号输出。此信号将传送到机械手控制器中，机械手控制器得到信号后，将记录此时刻的机械手手臂的实际坐标位置；当晶片7运动到位置13时，晶片7边缘离开传感器8光线，此时传感器8再次会因为状态改变而产生一信号输出。此信号同样将传送到机械手控制器中，机械手控制器得到信号后，再次记录此时刻的机械手手臂的实际坐标位置。

如图6所示，机械手设有机械手控制器，机械手控制器包括坐标读取单元和偏差计算补偿单元，所述坐标读取单元接收传感器的信号并输入给偏差计算补偿单元。

机械手将从传感器8所得到的两个坐标位置，连线将得到晶片7圆心的弦长，且经过机械手控制器中内部偏差计算补偿单元集成的软件算法计算，得到一个实际的晶片圆圆心位置S”。真空机械手VR将该位置S”与下一目标位置(本示例中为腔室PM2中的位置16)的预期存储的最优位置S进行比较，得到晶片的偏心距离ΔS。通过对最优位置S和偏心距离ΔS的叠加计算，得到下一目标位置16的需实际放置的位置值S’＝S+ΔS。这一过程算法需在机械手携带晶片7运动到缩回位置14，且旋转到位置15之前完成。然后机械手将以S’为位置16的放置值进行放片。这样真空机械手VR在保持原有运动连续性，不影响传片效率的同时，完成晶片7的自动校准工作。

如图7所示，晶片传输系统还可以包括上位机，所述偏差计算补偿单元设在上位机中，所述坐标读取单元接收传感器的信号并输入给偏差计算补偿单元，由上位机对晶片7的位置偏差进行计算。

本发明的晶片传输系统既不影响机台的加工能力和产出率，又能对晶片的位置偏差进行校准。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种晶片传输系统，包括真空传输腔室，所述真空传输腔室连接有多个腔室，所述多个腔室包括目标处理室和过渡腔室，所述真空传输腔室设有真空机械手，所述真空机械手能在所述多个腔室之间传输晶片，其特征在于，所述的真空传输腔室与每个腔室之间的晶片通道处分别设有用于感知晶片位置信息的传感器；

所述的传感器为光电传感器或光纤传感器；

所述的传感器包括发射端和接收端，所述发射端和接收端相对设置在真空传输腔室的上壁和下壁上；

晶片在搬运中经过所述传感器时，当晶片从未遮挡光线到遮挡住光线，传感器有一个信号输出；当晶片从遮挡光线到未遮挡光线，传感器也有一个信号输出。

2.根据权利要求1所述的晶片传输系统，其特征在于，所述的传感器发出的光线垂直于所述晶片的表面。

3.根据权利要求1所述的晶片传输系统，其特征在于，所述的传感器的位置略偏于所述晶片通道的中心线。

4.根据权利要求1至3任一项所述的晶片传输系统，其特征在于，所述的机械手设有机械手控制器，所述机械手控制器包括坐标读取单元和偏差计算补偿单元，所述坐标读取单元接收传感器的信号并输入给偏差计算补偿单元。

5.根据权利要求1至3任一项所述的晶片传输系统，其特征在于，所述的机械手设有机械手控制器，所述机械手控制器包括坐标读取单元；所述的晶片传输系统还包括上位机，所述上位机设有偏差计算补偿单元，所述坐标读取单元接收传感器的信号并输入给偏差计算补偿单元。

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