CN107622963B - 一种晶圆方向识别系统及晶圆传送盒 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶圆方向识别系统及晶圆传送盒，属于半导体制造技术领域，晶圆方向识别系统包括分别于晶圆传送盒的开口处设置于晶圆传送盒顶部和底部的发光装置、线阵图像传感器，发光装置于晶圆进入晶圆传送盒时发射线结构光，线阵图像传感器，扫描获取多个灰度值变化序列，灰度值变化序列的灰度值变化表示晶圆的边缘，再通过控制器处理多个灰度值变化序列得到晶圆轮廓图，进而获得晶圆的定位缺口的方向。上述技术方案的有益效果是：通过在晶圆传送盒设置晶圆方向识别系统，通过获取晶圆轮廓图的方式识别每一道工艺后晶圆的方向，方便工作人员在发现晶圆表面刮伤时及时找到问题工艺设备；另外通过获取晶圆轮廓图方便及时发现晶圆边缘缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种设置于晶圆传送盒内的晶圆方向识别系统及晶圆传送盒。
背景技术
半导体制造过程典型制造工艺包括多个步骤，其中包括沉积、清洗、离子注入、蚀刻以及钝化。此外，半导体制造工艺的这些步骤中的每一个通常由不同的工艺设备执行，例如化学气相沉积室、离子注入室或蚀刻器。通常，在一道工艺结束后，将晶圆放置于一晶圆传送盒中，并利用晶圆传输设备将晶圆传送盒搬运到下一工艺设备处。半导体制造过程中会因工艺机台的不稳定造成晶圆与机台之间产生碰撞，导致晶圆表面刮伤或晶圆边缘破损，而目前的半导体生产流程中，通常会在晶圆完成多道工艺后才对晶圆进行缺陷检测，因此，在发晶圆存在缺陷时，工作人员并不能通过缺陷检测直观的得到具体是哪道工艺导致的晶圆缺陷。
现有技术中，查找导致晶圆缺陷的原因，一般使用以下方法，查找晶圆缺陷检测的记录表，根据记录表中的记录的晶圆方向(晶圆的定位缺口的方向)判断晶圆可能产生碰撞的工艺段，再由工作人员在该工艺段的每个工艺设备处观察晶圆进出该工艺设备时的晶圆方向，从而判断晶圆是否会在该工艺设备内产生碰撞。使用上述方法查找导致晶圆缺陷的原因时速度慢，而且容易出错，以致不能及时查出问题设备，使得更多的晶圆破损。
发明内容
根据现有技术中存在的上述问题，现提供一种可以在每道工艺前后测试晶圆方向的晶圆方向识别系统及晶圆传送盒，旨在解决现有技术中晶圆出破损后无法及时查找出导致晶圆破损的工艺设备，进而使得晶圆出现批量性破损的问题。本发明采用如下技术方案：
一种晶圆方向识别系统，设置于晶圆传送盒内，所述晶圆传送盒的一侧设置有开口，晶圆从所述晶圆传送盒的开口处被装入所述晶圆传送盒内，所述晶圆方向识别系统包括：
发光装置，于所述开口处设置于所述晶圆传送盒的底部，所述发光装置于晶圆进入所述晶圆传送盒时发射长度大于晶圆直径的线结构光；
线阵图像传感器，正对于所述发光装置设置于所述晶圆传送盒的顶部，用于扫描获取多个灰度值变化序列，所述灰度值变化序列的灰度值变化表示晶圆的边缘；
控制器，连接所述发光装置和所述线阵图像传感器，所述控制器用于控制所述发光装置的开闭；以及
用于根据多个所述灰度值变化序列计算得到晶圆轮廓图，进而获得晶圆的定位缺口的方向；
所述控制器还用于存储所述晶圆轮廓图以及将所述晶圆轮廓图发送至总工作站。
较佳的，上述晶圆方向识别系统中，于所述控制器内设置一晶圆身份信息表，所述晶圆身份信息表包括放置于所述晶圆传送盒内的每个晶圆的身份信息，所述身份信息包括身份编号及相对于所述晶圆传送盒的底部的高度值；
所述晶圆方向识别系统还包括一距离传感器，于所述开口处设置于所述晶圆传送盒的底部，用于侦测当前进入所述晶圆传送盒的晶圆与所述晶圆传送盒的底部之间的距离；
所述控制器连接所述距离传感器，用于根据所述距离和所述晶圆身份信息表处理得到当前进入所述晶圆传送盒的晶圆的身份编号。
较佳的，上述晶圆方向识别系统中，所述控制器包括一存储部件，用于存储所述身份信息表。
较佳的，上述晶圆方向识别系统中，还包括存储器，连接所述控制器，用于存储所述晶圆轮廓图，每个所述晶圆轮廓图对应一个相应的所述身份编号。
较佳的，上述晶圆方向识别系统中，还包括通讯装置，连接所述控制模块，用于将所述晶圆轮廓图发送至总工作站，所述晶圆轮廓图携带一个相应的所述身份编号。
较佳的，上述晶圆方向识别系统中，还包括一接近开关，于所述发光装置朝向所述开口一侧设置于所述晶圆传送盒的底部，所述接近开关连接所述控制器；
所述接近开关于晶圆进入其感应范围内时发送一个开关信号至所述控制器；
所述控制器于接收到所述开关信号后开启所述晶圆方向识别系统。
较佳的，上述晶圆方向识别系统中，所述存储器为存储卡。
还包括，一种晶圆传送盒，其中，包括上述任一所述的晶圆方向识别系统。
上述技术方案的有益效果是：通过在晶圆传送盒设置晶圆方向识别系统，通过获取晶圆轮廓图的方式识别每一道工艺后晶圆的方向，方便工作人员在发现晶圆表面刮伤时及时找到问题工艺设备；另外通过获取晶圆轮廓图方便及时发现晶圆边缘缺陷。
附图说明
图1是本发明的较佳的实施例中，一种晶圆方向识别系统的结构示意图；
图2是本发明的较佳的实施例中，一种晶圆方向识别系统的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明的较佳的实施例中，如图1和图2所示，一种晶圆方向识别系统，设置于晶圆传送盒1内，晶圆传送盒1的一侧设置有开口11，晶圆2从晶圆传送盒1的开口11处被装入晶圆传送盒1内，晶圆方向识别系统包括：
发光装置3，于开口11处设置于晶圆传送盒1的底部，发光装置3于晶圆2进入晶圆传送盒1时发射长度大于晶圆直径的线结构光；
线阵图像传感器4，正对于发光装置3设置于晶圆传送盒1的顶部，用于扫描获取多个灰度值变化序列，灰度值变化序列的灰度变化表示晶圆的边缘；
控制器5，设置于晶圆传送盒1内，连接发光装置3和线阵图像传感器4，控制器5用于控制发光装置3的开闭；以及
用于根据多个灰度值变化序列计算得到晶圆轮廓图，进而获得晶圆的定位缺口的方向；
控制器5还用于存储晶圆轮廓图以及将晶圆轮廓图发送至总工作站。
本实施例中，发光装置3为长条形，其长度大于晶圆2的直径，其可以发射出长度大于晶圆直径的线结构光。于晶圆2进入晶圆传送盒1时，发光装置3自晶圆2下方发出线结构光，线阵图像传感器4于晶圆2上方以一设定频率扫描，直到晶圆2完全进入晶圆传送盒1内，线阵图像传感器4可获取多个灰度值变化序列。由于晶圆2对线结构光的阻挡，对应于晶圆2处线阵图像传感器4接收到的光强较弱，线阵图像传感器4扫描到的图像(灰度值变化序列)会有灰度变化，灰度变化处即表示晶圆2的边缘。又由于晶圆2进入晶圆传送盒1的速度已知(可事先测试出存储到控制器5中)，再根据线阵图像传感器4的扫描频率，可以计算出每两次扫描间晶圆2移动的距离，控制器5可以根据计算得到的每两次扫描间晶圆2移动的距离，将多个灰度值变化序列组合得到二维图像，再将相邻的灰度值变化序列的灰度变化处相连接即可得到晶圆轮廓图像，晶圆轮廓图像包括晶圆的定位缺口的轮廓。
上述技术方案中，通过在晶圆传送盒设置晶圆方向识别系统，通过获取晶圆轮廓图的方式识别每一道工艺后晶圆的方向，方便工作人员在发现晶圆表面刮伤时及时找到问题工艺设备；另外通过获取晶圆轮廓图方便及时发现晶圆边缘缺陷。
本发明的较佳的实施例中，于控制器5内设置一晶圆身份信息表，晶圆身份信息表包括放置于晶圆传送盒1内的每个晶圆2的身份信息，身份信息包括身份编号及相对于晶圆传送盒1的底部的高度值；
晶圆方向识别系统还包括一距离传感器6，于开口11处设置于晶圆传送盒1的底部，进一步地，距离传感器6位于发光装置3的一侧，用于侦测当前进入晶圆传送盒1的晶圆2与晶圆传送盒1的底部之间的距离；
控制器5连接距离传感器6，用于根据距离和晶圆身份信息表处理得到当前进入晶圆传送盒1的晶圆2的身份编号。
本实用例中使用的晶圆传送盒1的内部自上而下设置25个用于放置晶圆2的晶圆放置工位，每个晶圆传送盒1都有一个第一编号，每个晶圆放置工位的编号为第一编号加上该晶圆放置工位在晶圆传送盒1内的位置编号(自下而下依次为1、2、3……25)，晶圆2的身份编号为对应的晶圆放置工位的编号(现有技术中，在半体导制造过程中，晶圆2在每次工艺前后放在同一个晶圆传送盒1的同一个晶圆放置工位中，因此晶圆2的身份编号不会产生变动)。
本实施例中，通过事先测试每个晶圆传送盒1内晶圆放置工位相对于晶圆传送盒1的底部的高度值，再根据对应的晶圆放置工位的编号(即对应的晶圆2的身份编号)建立晶圆身份信息表存储到控制器5中，再通过使用距离传感器6在晶圆2进入晶圆传送盒1时，测试当前晶圆2与晶圆传送盒1的底部之间的距离并输出至控制器5，由控制器根据上述距离和晶圆身份信息表处理得到当前进入晶圆传送盒1的晶圆2的身份编号。
本发明的较佳的实施例中，还包括存储器7，连接控制器5，用于存储晶圆轮廓图，每个晶圆轮廓图对应一个相应的身份编号。进一步地，本实施列中，存储器7为存储卡。通过存储卡存储晶圆轮廓图，方便工作人员在发现晶圆刮伤时查看，以根据每次工艺前后晶圆定位缺口的方向，快速找到问题工艺设备，进而及时对问题工艺设备进行检修，避免出现更多的晶圆破损。
本发明的较佳的实施例中，还包括通讯装置8，连接控制模块5，用于将晶圆轮廓图发送至总工作站，晶圆轮廓图携带一个相应的身份编号。通过将晶圆轮廓图发送至总工作站，方便工作人员及时查看晶圆2的状态，以及时发现晶圆缺陷，排除设备故障。
本发明的较佳的实施例中，还包括一接近开关9，于发光装置3朝向开口11的一侧设置于晶圆传送盒1的底部，接近开关9连接控制器5；
接近开关9于晶圆2进入其感应范围内时发送一个开关信号至控制器5；
控制器5于接收到开关信号后开启晶圆方向识别系统。
本发明的实施例中，还包括一种晶圆传送盒，该晶圆传送盒使用上述的晶圆方向识别系统。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种晶圆方向识别系统，设置于晶圆传送盒内，所述晶圆传送盒的一侧设置有开口，晶圆从所述晶圆传送盒的开口处被装入所述晶圆传送盒内，其特征在于，所述晶圆方向识别系统包括：
发光装置，于所述开口处设置于所述晶圆传送盒的底部，所述发光装置于晶圆进入所述晶圆传送盒时发射长度大于晶圆直径的线结构光；
线阵图像传感器，正对于所述发光装置设置于所述晶圆传送盒的顶部，用于扫描获取多个灰度值变化序列，所述灰度值变化序列的灰度值变化表示晶圆的边缘；
控制器，连接所述发光装置和所述线阵图像传感器，所述控制器用于控制所述发光装置的开闭；以及
用于根据多个所述灰度值变化序列计算得到晶圆轮廓图，进而获得晶圆的定位缺口的方向；
所述控制器还用于存储所述晶圆轮廓图以及将所述晶圆轮廓图发送至总工作站。
2.如权利要求1所述的晶圆方向识别系统，基特征在于，于所述控制器内设置一晶圆身份信息表，所述晶圆身份信息表包括放置于所述晶圆传送盒内的每个晶圆的身份信息，所述身份信息包括身份编号及相对于所述晶圆传送盒的底部的高度值；
所述晶圆方向识别系统还包括一距离传感器，于所述开口处设置于所述晶圆传送盒的底部，用于侦测当前进入所述晶圆传送盒的晶圆与所述晶圆传送盒的底部之间的距离；
所述控制器连接所述距离传感器，用于根据所述距离和所述晶圆身份信息表处理得到当前进入所述晶圆传送盒的晶圆的身份编号。
3.如权利要求2所述的晶圆方向识别系统，其特征在于，所述控制器包括一存储部件，用于存储所述身份信息表。
4.如权利要求2所述的晶圆方向识别系统，其特征在于，还包括存储器，连接所述控制器，用于存储所述晶圆轮廓图，每个所述晶圆轮廓图对应一个相应的所述身份编号。
5.如权利要求2所述的晶圆方向识别系统，其特征在于，还包括通讯装置，连接所述控制模块，用于将所述晶圆轮廓图发送至总工作站，所述晶圆轮廓图携带一个相应的所述身份编号。
6.如权利要求1所述的晶圆方向识别系统，其特征在于，还包括一接近开关，于所述发光装置朝向所述开口一侧设置于所述晶圆传送盒的底部，所述接近开关连接所述控制器；
所述接近开关于晶圆进入其感应范围内时发送一个开关信号至所述控制器；
所述控制器于接收到所述开关信号后开启所述晶圆方向识别系统。
7.如权利要求4所述的晶圆方向识别系统，其特征在于，所述存储器为存储卡。
8.一种晶圆传送盒，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一所述的晶圆方向识别系统。
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