CN102222603B - 晶圆检测系统 - Google Patents

Abstract

一种晶圆检测系统，包括晶圆处理设备、晶圆传输设备和保护电路，所述晶圆处理设备包括第一控制台、第一机械手和晶圆载台，所述第一控制台适于控制所述第一机械手，还适于输出装载信号和卸载信号；所述晶圆传输设备包括第二控制台和第二机械手，所述第二控制台接收所述第一控制台输出的装载信号，控制所述第二机械手将晶圆装载至所述晶圆载台；所述保护电路适于检测所述晶圆处理设备的第一机械手的位置，并在所述第一机械手位于预设的安全区域时将所述卸载信号传输至所述第二控制台。这样，能有效地避免因第一机械手、第二机械手及晶圆之间的相互碰撞而导致的第一机械手、第二机械手或晶圆的损坏。

Description

晶圆检测系统

技术领域

本发明涉及半导体设备领域，尤其涉及一种晶圆检测系统。

背景技术

在半导体制造流程中，通常需要将晶圆传输设备与晶圆处理设备(如晶圆检测设备、刻蚀设备、清洗设备等)组成系统，并通过相互配合使用对晶圆进行搬运、刻蚀、清洗和检测等操作。晶圆处理设备主要包括第一控制台、第一机械手和晶圆载台；晶圆传输设备主要包括第二控制台和第二机械手。操作人员可操控系统内各设备的控制台，控制晶圆传输设备中的第二机械手将晶圆装载至晶圆处理设备的晶圆载台上，之后晶圆处理设备的第一机械手从所述晶圆载台上抓取晶圆进行刻蚀、清洗和检测等操作，操作结束后，第一机械手将晶圆放回晶圆载台，控制晶圆传输设备中的第二机械手对晶圆进行卸载。

图1为现有技术的晶圆检测系统的结构示意图，如图1所示，该晶圆检测系统包括晶圆处理设备10和晶圆传输设备20，所述晶圆处理设备10包括第一控制台101、第一机械手102和晶圆载台103，所述第一控制台101适于控制所述第一机械手102从所述晶圆载台103抓取晶圆进行工艺处理或将晶圆放回所述晶圆载台103；所述第一控制台101还包括第一控制信号输出端101a和第二控制信号输出端101b，所述第一控制信号输出端101a适于输出控制所述晶圆传输设备20向所述晶圆载台103装载晶圆的装载信号，所述第二控制信号输出端101b适于输出控制所述晶圆传输设备20从所述晶圆载台103卸载晶圆的卸载信号；所述晶圆传输设备20包括第二控制台201和第二机械手202，所述第二控制台201包括第一接收端201a和第二接收端201b；所述第一控制台101的第一控制信号输出端101a连接所述第二控制台201的第一接收端201a，所述第一控制台101的第二控制信号输出端101b连接所述第二控制台201的第二接收端201b。

当所述第二控制台201的第一接收端201a接收到所述第一控制信号输出端101a发送的装载信号后，所述第二控制台201控制所述第二机械手202将晶圆装载至所述晶圆处理设备10的晶圆载台103；此时，操作人员即可操控所述第一控制台101使其第二控制信号输出端101b发送卸载信号，所述第二控制台201的第二接收端201b接收到卸载信号后立刻控制所述第二机械手202卸载晶圆，而不论此时所述晶圆处理设备10的第一机械手102处于何位置、处于何种操作状态。因此，若所述第一机械手102从所述晶圆载台103抓取晶圆或者将晶圆放回至所述晶圆载台103时，所述第二机械手202却根据接收到的卸载信号对晶圆进行卸载，就很容易造成所述第一机械手102、第二机械手202及晶圆之间的相互碰撞，从而导致所述第一机械手102、第二机械手202及晶圆的损坏。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种具有保护电路的晶圆检测系统，避免因晶圆处理设备的第一机械手、晶圆传输设备的第二机械手及晶圆之间相互碰撞而导致的第一机械手、第二机械手或晶圆的损坏。

为解决上述问题，本发明提供了一种晶圆检测系统，包括晶圆处理设备、晶圆传输设备和保护电路，

所述晶圆处理设备包括第一控制台、第一机械手和晶圆载台，所述第一控制台适于控制所述第一机械手从所述晶圆载台抓取晶圆进行工艺处理或将晶圆放回所述晶圆载台；所述第一控制台还适于输出装载信号和卸载信号；

所述晶圆传输设备包括第二控制台和第二机械手，所述第二控制台接收所述第一控制台输出的装载信号，控制所述第二机械手将晶圆装载至所述晶圆载台；

所述保护电路适于检测所述晶圆处理设备的第一机械手的位置，并在所述第一机械手位于预设的安全区域时将所述第一控制台输出的卸载信号传输至所述第二控制台，所述第二控制台接收所述保护电路传输的卸载信号，控制所述第二机械手卸载所述晶圆载台上的晶圆。

可选的，所述晶圆处理设备为晶圆检测设备，适于对晶圆进行工艺参数检测。

可选的，所述保护电路包括电子开关和检测电路，

所述电子开关，包括连接所述第一控制台的第一端和连接所述第二控制台的第二端，以及控制端，所述第一端接收所述卸载信号；

所述检测电路，连接所述电子开关的控制端，用于检测所述晶圆处理设备的第一机械手的位置，当检测到所述第一机械手位于预设的安全区域时，输出导通所述电子开关第一端和第二端的控制信号至所述电子开关的控制端；否则输出断开所述电子开关的第一端和第二端的控制信号至所述电子开关的控制端。

可选的，所述电子开关为电磁继电器，所述电磁继电器的动触点接收所述卸载信号，常开触点连接所述第二控制台，常闭触点浮空，控制线圈的第一端连接电源的一极，控制线圈的第二端连接所述检测电路并接收所述控制信号。

可选的，所述电磁继电器为直流电磁继电器。

可选的，所述检测电路包括光发送单元和光接收单元，所述光发送单元向所述预设的安全区域发出检测光，所述光接收单元在接收到来自预设的安全区域的检测光线时产生导通所述电子开关第一端和第二端的控制信号至所述电子开关的控制端，否则输出断开所述电子开关的第一端和第二端的控制信号至所述电子开关的控制端。

可选的，所述检测电路还包括反射镜，所述反射镜安装于所述晶圆处理设备的第一机械手上，所述光发送单元发出的检测光经所述反射镜反射后的光线由所述光接收单元接收。

可选的，所述光接收单元包括光敏电阻，所述光敏电阻的第一端连接所述电源的另一极，第二端连接所述电磁继电器的控制线圈的第二端。

可选的，所述光发送单元包括发光二极管。

可选的，所述发光二极管与所述电磁继电器采用同一电源。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本技术方案的晶圆检测系统，所述第一控制台和所述第二控制台之间设置有保护电路，所述保护电路适于检测所述晶圆处理设备的第一机械手的位置，在检测到所述第一机械手位于预设的安全区域时，将所述第一控制台输出的卸载信号传输至所述第二控制台，所述第二控制台在接收到所述卸载信号后控制所述第二机械手对所述晶圆载台上的晶圆进行卸载；否则所述卸载信号传输至所述第二控制台的通路被切断，所述第二机械手不能对晶圆进行卸载。采用这种保护电路后，有效地避免了因晶圆处理设备的第一机械手、晶圆传输设备的第二机械手及晶圆之间的相互碰撞而导致的第一机械手、第二机械手或晶圆的损坏。

附图说明

图1是现有技术中的一种晶圆检测系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的晶圆检测系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的晶圆检测系统中保护电路的结构示意图；

图4是本发明实施例的晶圆检测系统中保护电路的详细结构示意图；

图5是本发明实施例的晶圆检测系统中第一机械手的安全区域示意图。

具体实施方式

现有技术中的晶圆检测系统，第一控制台的第二控制信号输出端与第二控制台的第二接收端直接连接，当第一控制台的第二控制信号输出端发送卸载信号至第二控制台的第二接收端后，第二机械手直接进行卸载晶圆的操作，而不论晶圆处理设备的第一机械手处于何种位置、处于何种操作状态。这样容易发生晶圆处理设备的第一机械手、晶圆传输设备的第二机械手及晶圆之间的相互碰撞，从而造成第一机械手、第二机械手或晶圆的损坏。

本技术方案提供的晶圆检测系统包括晶圆处理设备、晶圆传输设备和保护电路，所述晶圆处理设备包括第一控制台、第一机械手和晶圆载台，所述第一控制台包括第一控制信号输出端和第二控制信号输出端，所述第一控制信号输出端适于输出控制所述晶圆传输设备向所述晶圆载台装载晶圆的装载信号，所述第二控制信号输出端适于输出控制所述晶圆传输设备从所述晶圆载台卸载晶圆的卸载信号；所述晶圆传输设备包括第二控制台和第二机械手，所述第二控制台包括第一接收端和第二接收端，所述第一接收端与所述第一控制台的第一控制信号输出端相连，接收所述装载信号；所述保护电路连接所述第一控制台的第二控制信号输出端，在所述第一机械手位于预设的安全区域时将所述卸载信号传输至所述第二控制台的第二接收端。采用这种保护电路后，只有晶圆处理设备的第一机械手位于安全区域时，第二机械手才进行晶圆卸载操作，有效地避免了因晶圆处理设备的第一机械手、晶圆传输设备的第二机械手及晶圆之间的相互碰撞而导致的第一机械手、第二机械手或晶圆的损坏。本技术方案中，晶圆处理设备包括晶圆检测设备、刻蚀设备、淀积设备、清洗设备等各种半导体工艺处理设备。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

图2示出了本发明实施例提供的晶圆检测系统的结构示意图，如图2所示，本发明的晶圆检测系统包括晶圆处理设备30、晶圆传输设备40和保护电路50。

所述晶圆处理设备30包括：第一控制台301、第一机械手302和晶圆载台303，所述第一控制台301适于控制所述第一机械手302从所述晶圆载台303抓取晶圆进行工艺处理或将晶圆放回所述晶圆载台303；所述第一控制台301还包括第一控制信号输出端301a和第二控制信号输出端301b，所述第一控制信号输出端301a适于输出控制所述晶圆传输设备40向所述晶圆载台303装载晶圆的装载信号；所述第二控制信号输出端301b适于输出控制所述晶圆传输设备40从所述晶圆载台303卸载晶圆的卸载信号。

所述晶圆传输设备40包括：第二控制台401、第二机械手402，所述第二控制台401还包括第一接收端401a和第二接收端401b，所述第一接收端401a与所述第一控制台301的第一控制信号输出端301a相连，接收装载信号并控制所述第二机械手402将晶圆装载至所述晶圆载台303。

所述保护电路50适于检测所述晶圆处理设备30的第一机械手302的位置，并连接所述第一控制台301的第二控制信号输出端301b，在检测到所述晶圆处理设备30的第一机械手302位于预设的安全区域时将卸载信号传输至所述第二控制台401的第二接收端401b，所述第二控制台401控制所述第二机械手402对所述晶圆载台303上的晶圆进行卸载。

在本实施例中，所述安全区域指的是在所述晶圆处理设备30的第一机械手302位于该区域时，所述第二机械手402再伸出至所述晶圆载台303进行晶圆卸载时并不会与所述晶圆处理设备30的第一机械手302碰撞的区域。

图3示出了本发明实施例提供的晶圆检测系统中保护电路的示意图，如图3所示，该保护电路50包括电子开关501和检测电路502。

其中，所述电子开关501包括：第一端501a，连接所述第一控制台301的第二控制信号输出端301b；第二端501b，连接所述第二控制台401的第二接收端401b；控制端501c。

所述检测电路502连接所述电子开关501的控制端501c，用于检测所述晶圆处理设备30的第一机械手302的位置，当检测到所述晶圆处理设备30的第一机械手302位于预设的安全区域时，输出导通所述电子开关501的第一端501a和第二端501b的控制信号至所述电子开关501的控制端501c；否则，输出断开所述电子开关501的第一端501a和第二端501b的控制信号至所述电子开关501的控制端501c。

下面对本实施例提供的晶圆检测系统的保护电路进行详细说明。图4是本实施例的晶圆检测系统中的保护电路的详细结构示意图，下面结合图2至图4对所述保护电路50中的电子开关501和检测电路502的具体电路结构进行详细说明。

所述电子开关501在本实施例中包括电磁继电器，可选为直流电磁继电器，所述直流电磁继电器的动触点即相当于所述电子开关501的第一端501a，与所述第一控制台301的第二控制信号输出端301b连接；所述直流电磁继电器的常开触点即相当于所述电子开关501的第二端501b，与所述第二控制台401的第二接收端401b连接；所述直流电磁继电器的控制线圈的第一端连接电源(本实施例中所述电源为24V直流电源)的正极VDD，第二端即相当于所述电子开关501的控制端501c，与所述检测电路502连接。

本实施例中，在所述直流电磁继电器的控制线圈未通电即没有电流流过时，所述直流电磁继电器的动触点501a与浮空的常闭触点501d吸合；在控制线圈通电即有电流流过后，所述直流电磁继电器的动触点501a被吸合至常开触点501b，从而将所述第一控制台301的第二控制信号输出端301b和所述第二控制台401的第二接收端401b导通。

所述检测电路502在本实施例中包括光敏传感器，具体包括光发送单元5021、光接收单元5022，所述光发送单元5021适于向所述预设的安全区域发出检测光，当所述晶圆处理设备30的第一机械手302位于所述预设的安全区域时，所述第一机械手302将所述检测光反射至所述光接收单元5022。具体地，在本实施例中，所述光发送单元5021包括发光二极管，所述发光二极管的一端连接电源正极VDD，另一端连接电源的负极Com；所述光接收单元5022包括光敏电阻，所述光敏电阻的第一端连接所述电源的负极Com，第二端连接所述直流电磁继电器的控制线圈的第二端501c。

可选的，为了加强经所述第一机械手302反射后的光线的强度，所述检测电路502还可包括反射镜5023，所述反射镜5023安装于所述晶圆处理设备30的第一机械手302上，所述光发送单元5021发出的检测光经所述反射镜5023反射后的光线由所述光接收单元5022接收。此外，在本实施例中，为了简化电路、节省成本，所述发光二极管和所述直流电磁继电器采用同一直流电源进行驱动，即都采用24V直流电源进行驱动。

在实际生产应用中，在确定了安全区域后，就可以相应确定所述光敏传感器的安装位置，以确定所述晶圆处理设备30的第一机械手302是否位于预设的安全区域内。从另外一个角度讲，在所述光敏传感器的位置确定以后，所述预设的安全区域即由所述光敏传感器的安装位置决定。

图5是本实施例晶圆检测系统中第一机械手的安全区域的示意图，如图5所示，晶圆处理设备30的第一机械手302相对于晶圆载台303有状态1和状态2两种工作状态。状态1时，所述晶圆处理设备30的第一机械手302收回，处于所述晶圆载台303的覆盖区域以外；状态2时，所述晶圆处理设备30的第一机械手302伸出，处于所述晶圆载台303的上方，此时，如果所述晶圆传输设备40的第二机械手402对晶圆进行卸载时，可能会发生两个机械手以及机械手与晶圆的碰撞现象。本实施例中，预先设定所述晶圆载台303的上方区域以外为所述晶圆处理设备30中第一机械手302的安全区域，在所述预设的安全区域内安装光敏传感器，用于检测所述晶圆处理设备30的第一机械手302的位置，即检测到晶圆处理设备30的第一机械手302在状态1时，则其处于安全区域，在状态2时，则处于非安全区域。当然，在具体应用中所述晶圆处理设备30的第一机械手302的安全区域可根据实际情况预先确定，并不仅限于图5提供的示意区域。

下面具体介绍本技术方案的晶圆检测系统中晶圆传输设备和晶圆处理设备配合使用时的工作原理。

请结合图2、图3和图4，所述第一控制台301的第一控制信号输出端301a首先输出装载信号至所述第二控制台401的第一接收端401a，所述第二控制台401根据接收到的装载信号控制所述第二机械手402将晶圆装载至所述晶圆处理设备30的晶圆载台303；之后用户可以通过第一控制台301控制所述第一机械手302抓取晶圆进行参数检测等处理，处理后将晶圆放回晶圆载台303；此后，用户通过所述第一控制台301的第二控制信号输出端301b输出卸载信号，同时，所述保护电路50检测所述晶圆处理设备30的第一机械手302是否处于预设的安全区域，若所述第一机械手302收回至预设的安全区域，则安装于所述晶圆处理设备30的第一机械手302上的反射镜5023将所述光发送单元5021发出的光线反射回所述光接收单元5022，本实施例中所述光接收单元5022具体为光敏电阻，所述光敏电阻受光后，其阻值锐减，所述直流电磁继电器的控制线圈第二端501c处的电压随之下降，所述直流电磁继电器的控制线圈通电，使得所述直流电磁继电器的动触点501a吸合至常开触点501b，导通所述第一控制台301的第二控制信号输出端301b与所述第二控制台401的第二接收端401b，将卸载信号传输至所述第二控制台401的第二接收端401b，所述第二控制台401根据接收到的卸载信号控制所述第二机械手402对晶圆进行卸载；若所述晶圆处理设备30的第一机械手302未收回至预设的安全区域，所述光发送单元5021发出的光线不会被反射回所述光敏电阻5022，此时所述光敏电阻的阻值很大，所述直流电磁继电器的控制线圈中没有电流或电流很小，不足以使所述直流电磁继电器的动触点501a吸合至常开触点501b，所述第一控制台301的第二控制信号输出端301b与所述第二控制台401的第二接收端401b被断开，所述第一控制台301第二控制信号输出端301b输出的卸载信号不能被传输至所述第二控制台401的第二接收端401b，因而所述第二机械手402不能对晶圆进行卸载，防止了晶圆处理设备30的第一机械手302、晶圆传输设备40的第二机械手402以及晶圆之间的碰撞。

需要说明的是，在本实施例中，所述电子开关501包括直流电磁继电器，所述检测电路502包括光敏传感器，在其他实施例中，所述电子开关501也可以采用交流电磁继电器或者采用其他常用的晶体管、场效应管等具有开关特性的电子器件，以实现所述第一控制台301的第二控制信号输出端301b和第二控制台401的第二接收端401b之间的导通或断开；所述检测电路502也可以采用图像传感器等其他常用的电路结构以实现所述第一机械手302的位置检测。

综上，本技术方案的晶圆检测系统中，在第一控制台的第二控制信号输出端与第二控制台的第二接收端之间设置保护电路，用于检测所述晶圆处理设备的第一机械手的位置，在检测到晶圆处理设备的第一机械手位于预设的安全区域时，保护电路将第一控制台第二控制信号输出端输出的卸载信号传输至第二控制台的第二接收端，从而第二机械手对晶圆进行卸载；否则，保护电路并不将第一控制台的第二控制信号输出端输出的卸载信号传输至第二控制台的第二接收端，第二机械手不能对晶圆进行卸载。采用这样的保护电路后，有效地避免了因晶圆处理设备的第一机械手、晶圆传输设备的第二机械手及晶圆之间的相互碰撞而导致的第一机械手、第二机械手或晶圆的损坏。

上述实施例中晶圆检测系统的保护电路结构简单，且易于实现。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种晶圆检测系统，包括晶圆处理设备和晶圆传输设备，

所述晶圆处理设备包括第一控制台、第一机械手和晶圆载台，所述第一控制台适于控制所述第一机械手从所述晶圆载台抓取晶圆进行工艺处理或将晶圆放回所述晶圆载台；所述第一控制台还适于输出装载信号和卸载信号；

所述晶圆传输设备包括第二控制台和第二机械手，所述第二控制台接收所述第一控制台输出的装载信号，控制所述第二机械手将晶圆装载至所述晶圆载台；

其特征在于，还包括保护电路，

所述保护电路适于检测所述晶圆处理设备的第一机械手的位置，并在所述第一机械手位于预设的安全区域时将所述第一控制台输出的卸载信号传输至所述第二控制台，所述第二控制台接收所述保护电路传输的卸载信号，控制所述第二机械手卸载所述晶圆载台上的晶圆；

其中，所述保护电路包括电子开关和检测电路，

所述电子开关，包括连接所述第一控制台的第一端和连接所述第二控制台的第二端，以及控制端，所述第一端接收所述卸载信号；

所述检测电路，连接所述电子开关的控制端，用于检测所述晶圆处理设备的第一机械手的位置，当检测到所述第一机械手位于预设的安全区域时，输出导通所述电子开关第一端和第二端的控制信号至所述电子开关的控制端；否则输出断开所述电子开关的第一端和第二端的控制信号至所述电子开关的控制端。

2.根据权利要求1所述的晶圆检测系统，其特征在于，所述晶圆处理设备为晶圆检测设备，适于对晶圆进行工艺参数检测。

3.根据权利要求1所述的晶圆检测系统，其特征在于，所述电子开关为电磁继电器，所述电磁继电器的动触点接收所述卸载信号，常开触点连接所述第二控制台，常闭触点浮空，控制线圈的第一端连接电源的一极，控制线圈的第二端连接所述检测电路并接收所述控制信号。

4.根据权利要求3所述的晶圆检测系统，其特征在于，所述电磁继电器为直流电磁继电器。

5.根据权利要求4所述的晶圆检测系统，其特征在于，所述检测电路包括光发送单元和光接收单元，所述光发送单元向所述预设的安全区域发出检测光，所述光接收单元在接收到来自预设的安全区域的光线时产生导通所述电子开关第一端和第二端的控制信号至所述电子开关的控制端，否则输出断开所述电子开关的第一端和第二端的控制信号至所述电子开关的控制端。

6.根据权利要求5所述的晶圆检测系统，其特征在于，所述检测电路还包括反射镜，所述反射镜安装于所述晶圆处理设备的第一机械手上，所述光发送单元发出的检测光经所述反射镜反射后的光线由所述光接收单元接收。

7.根据权利要求5所述的晶圆检测系统，其特征在于，所述光接收单元包括光敏电阻，所述光敏电阻的第一端连接所述电源的另一极，第二端连接所述电磁继电器的控制线圈的第二端。

8.根据权利要求7所述的晶圆检测系统，其特征在于，所述光发送单元包括发光二极管。

9.根据权利要求8所述的晶圆检测系统，其特征在于，所述发光二极管与所述电磁继电器采用同一电源。