CN110444493A - 一种防止手臂撞击晶圆的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止手臂撞击晶圆的装置，包括：手臂基座；侦测器位置调整单元，所述侦测器位置调整单元刚性设置在所述手臂基座上；侦测器宽度调整单元，所述侦测器宽度调整单元与所述侦测器位置调整单元的可动结构刚性相连；以及晶圆侦测器，所述晶圆侦测器可调节的设置在所述侦测器宽度调整单元上。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造设备技术领域，尤其涉及一种防止手臂撞击晶圆的装置。
背景技术
在晶圆代工厂，晶圆进行每步制造工艺前，都需要对晶圆在晶圆盒或者临时存储装置上的状态进行检测，以确保后续工艺中机械手(Robot)能准确的进行晶圆的拿取和放回。例如，半导体炉管机台在装载晶圆前或装载后，就会对晶舟上的晶圆进行侦测，进而判断是否存在少片、破片、斜插或凸出等状况。现有的晶圆侦测装置如图1所示，图1示出现有的晶圆侦测装置对晶圆进行侦测的示意图。如图1所示，晶圆110放置在晶圆暂存装置(晶舟)120中，机械手臂基座130的右侧具有晶圆承载叉(Fork)140，机械手臂基座130与晶圆承载叉(Fork)140相反的右侧具有晶圆侦测传感器150。
目前机台采用的该种晶圆侦测装置(手臂)有造成凸出晶圆被撞击的风险，从而可能导致一片或多片晶圆报废。具体情况如图2所示，图2示出现有的晶圆侦测装置造成晶圆碰撞的示意图。如图2所示，图2(A)为俯视图、(B)为侧视图，当有晶圆110从晶圆暂存装置(晶舟)120中突出后，晶圆侦测传感器150在向上扫描移动时就会存在和突出的晶圆110发生碰撞的风险，从而可能引起一片或多片的晶圆碎片。
为了保证晶圆侦测过程的安全，专利CN201611218685提出如图3所示的具有晶圆侦测功能的手臂，但无法克服上述的碰撞碎片问题；专利CN201710815798提出如图4所示的采用摄像机对晶圆在晶舟中的状态进行侦测，成本较高，且与现有的设备完全不同。
针对现有的晶圆侦测装置(手臂)对晶舟中晶圆进行侦测时可能存在碰撞的问题，本发明提出一种基于现有的晶圆侦测装置改进的防止手臂撞击晶圆的装置，可以至少部分的克服上述问题。
发明内容
针对现有的晶圆侦测装置(手臂)对晶舟中晶圆进行侦测时可能存在碰撞的问题，根据本发明的一个方面，提供一种防止手臂撞击晶圆的装置，包括：
手臂基座；
侦测器位置调整单元，所述侦测器位置调整单元刚性设置在所述手臂基座上；
侦测器宽度调整单元，所述侦测器宽度调整单元与所述侦测器位置调整单元的可动结构刚性相连；以及
晶圆侦测器，所述晶圆侦测器可调节的设置在所述侦测器宽度调整单元上。
在本发明的一个实施例中，所述侦测器位置调整单元为气缸。
在本发明的一个实施例中，所述气缸的数量为2个。
在本发明的一个实施例中，所述侦测器宽度调整单元进一步包括：
基座；
设置在所述基座上或内的马达；
可转动的设置在所述基座上的轴承；以及
连接所述马达齿轮和所述轴承齿轮的传送带。
在本发明的一个实施例中，所述晶圆侦测器具有两个，且可移动的设置在所述轴承的两侧。
在本发明的一个实施例中，防止手臂撞击晶圆的装置还包括控制模块，所述控制模块进一步包括：
信号接收单元；
主控制器，所述主控制器接收来自信号接收单元的指令，并向机械控制器和PLC单元下发控制指令；
机械控制器，所述机械控制器基于来自所述主控制器的控制指令控制所述马达动作；
PLC单元，所述PLC单元基于来自所述主控制器的控制指令控制所述电磁阀开启或关闭；以及
电磁阀，所述电磁阀用于控制所述侦测器位置调整单元动作。
在本发明的一个实施例中，所述PLC单元还接收来自主控制器的指令，控制所述晶圆侦测器进行侦测。
在本发明的一个实施例中，所述防止手臂撞击晶圆的装置进行预侦测时，所述主控制器接收来自所述信号接收单元的指令，并向所述PLC单元提供控制指令，所述PLC单元基于所述主控制器的控制指令开启或关闭所述电磁阀，实现所述晶圆侦测器处于远离待测晶圆的第一位置；同时所述主控制器向所述机械控制器提供控制指令，所述机械控制器控制所述侦测器宽度调整单元动作，使所述晶圆侦测器处于间距较大的状态。
在本发明的一个实施例中，所述防止手臂撞击晶圆的装置进行正常侦测时，所述主控制器接收来自所述信号接收单元的指令，并向所述PLC单元提供控制指令，所述PLC单元基于所述主控制器的控制指令开启或关闭所述电磁阀，实现所述晶圆侦测器处于接近待测晶圆的第二位置；同时所述主控制器向所述机械控制器提供控制指令，所述机械控制器控制所述侦测器宽度调整单元动作，使所述晶圆侦测器处于间距较小的状态。
本发明提供一种防止手臂撞击晶圆的装置，在现有手臂基座上设置位置调节单元和宽度调节单元，实现对晶圆侦测传感器的位置和宽度调节。在进行晶圆状态侦测前，先增大晶圆侦测传感器与晶圆间的距离，同时拉大晶圆侦测传感器间的间距，形成晶圆侦测传感器相对晶圆的安全位置，在该安全位置对晶圆在晶舟中的状态进行一次预侦测，如果侦测到异常可及时停止动作，防止手臂撞击晶圆，如果无异常，再通过位置调节单元和宽度调节单元将晶圆侦测传感器调整到正常侦测位置进行检测。基于本发明提供的该种防止手臂撞击晶圆的装置，在晶圆侦测状态时遇到严重晶圆凸出问题时，可以有效防止手臂与晶圆的碰撞事故，避免发生破片。
附图说明
为了进一步阐明本发明的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。
图1示出现有的晶圆侦测装置对晶圆进行侦测的示意图；
图2示出现有的晶圆侦测装置造成晶圆碰撞的示意图；
图3示出一种现有的晶圆侦测装置的示意图；
图4示出又一种现有的晶圆侦测装置的示意图；
图5示出根据本发明的一个实施例形成的一种防止手臂撞击晶圆的装置500的结构示意图。
图6示出根据本发明的一个实施例基于该种防止手臂撞击晶圆的装置500进行晶圆预侦测的结构示意图。
图7示出根据本发明的一个实施例基于该种防止手臂撞击晶圆的装置500进行晶圆侦测的结构示意图。
具体实施方式
在以下的描述中，参考各实施例对本发明进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免使本发明的各实施例的诸方面晦涩。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本发明的实施例的全面理解。然而，本发明可在没有特定细节的情况下实施。此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按比例绘制。
在本说明书中，对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。
需要说明的是，本发明的实施例以特定顺序对工艺步骤进行描述，然而这只是为了方便区分各步骤，而并不是限定各步骤的先后顺序，在本发明的不同实施例中，可根据工艺的调节来调整各步骤的先后顺序。
本发明提供一种防止手臂撞击晶圆的装置，在现有手臂基座上设置位置调节单元和宽度调节单元，实现对晶圆侦测传感器的位置和宽度调节。在进行晶圆状态侦测前，先增大晶圆侦测传感器与晶圆间的距离，同时拉大晶圆侦测传感器间的间距，形成晶圆侦测传感器相对晶圆的安全位置，在该安全位置对晶圆在晶舟中的状态进行一次预侦测，如果侦测到异常可及时停止动作，防止手臂撞击晶圆，如果无异常，再通过位置调节单元和宽度调节单元将晶圆侦测传感器调整到正常侦测位置进行检测。基于本发明提供的该种防止手臂撞击晶圆的装置，在晶圆侦测状态时遇到严重晶圆凸出问题时，可以有效防止手臂与晶圆的碰撞事故，避免发生破片。
下面结合图5来详细介绍根据本发明的一个实施例的一种防止手臂撞击晶圆的装置。图5示出根据本发明的一个实施例形成的一种防止手臂撞击晶圆的装置500的结构示意图。如图5所示，该防止手臂撞击晶圆的装置500进一步包括手臂基座510、侦测器位置调整单元520、侦测器宽度调整单元530以及侦测器540。
手臂基座510用于承载晶圆承载叉、侦测器540以及侦测器位置调整单元520和侦测器宽度调整单元530。在本发明的一个实施例中，手臂基座510还具有旋转部件和垂直升降部件，从而可以实现晶圆承载对晶舟中特定位置的晶圆进行准确的拿取和存放。
侦测器位置调整单元520刚性设置在手臂基座510上。侦测器位置调整单元520可以沿手臂基座510的水平方向调节侦测器540的位置，从而可以在不同状态下是侦测器540与晶舟中的硅片接近或远离。在本发明的一个实施例中，侦测器位置调整单元520为气缸，可以基于气体驱动，实现两个或多个不同位置的切换。在本发明的一个具体实施例中，侦测器位置调整单元520为两个刚性设置在手臂基座510上的气缸。然而本领域的技术人员应该理解到，可以采用单个气缸或更多个气缸实现类似的位置调节功能。在本发明的再一实施例中，侦测器位置调整单元520还可以为电机、滚珠轴承等其他可实现精确位置调整功能的设备单元。
侦测器宽度调整单元530设置成与侦测器位置调整单元520相连，进一步包括与侦测器位置调整单元520连接的基座(图中未示出)、马达531、马达齿轮532、轴承齿轮533、传送带534以及滚珠轴承535。马达531带动马达齿轮532，再通过传送带534带动马达齿轮532转动，进而带动滚珠轴承535转动，实现设置在滚珠轴承535上的两组侦测器541和542之间的宽度调整。
侦测器541和542设置在滚珠轴承535上，可以随着滚珠轴承535的转动实现两组侦测器541和542间宽度的调整。
在本发明的一个实施例中，该防止手臂撞击晶圆的装置500还包括对应的控制单元，控制单元进一步包括信号塔、主控制器、机械控制器、PLC模块以及电磁阀等。
图6示出根据本发明的一个实施例基于该种防止手臂撞击晶圆的装置500进行晶圆预侦测的结构示意图。当需要使用侦测器540(541、542)对位于晶舟上的晶圆550进行预侦测时，如图6所示，主控制器接收来自信号塔的指令，并向PLC模块提供控制指令，PLC模块基于主控制器的控制指令开启或关闭电磁阀，实现侦测器位置调整单元520的动作，使侦测器540(541、542)处于远离晶圆550的第一位置；同时主控制器向机械控制器提供控制指令，机械控制器控制侦测器宽度调整单元530动作，使测器540(541、542)处于间距较大的状态。因此，在进行预侦测时，侦测器540(541、542)离待侦测晶圆550距离较远，且两组侦测器541、542之间的间距较大，能后避免因晶圆550在晶舟中突出导致的撞击和破片问题。
图7示出根据本发明的一个实施例基于该种防止手臂撞击晶圆的装置500进行晶圆侦测的结构示意图。当需要使用侦测器540(541、542)对位于晶舟上的晶圆550进行正常侦测时，如图7所示，主控制器接收来自信号塔的指令，并向PLC模块提供控制指令，PLC模块基于主控制器的控制指令开启或关闭电磁阀，实现侦测器位置调整单元520的动作，使侦测器540(541、542)处于接近晶圆550的第二位置；同时主控制器向机械控制器提供控制指令，机械控制器和PLC模块一起控制侦测器宽度调整单元530动作，使测器540(541、542)处于间距较小的状态。因此，在进行正常侦测时，侦测器540(541、542)离待侦测晶圆550距离较近，且两组侦测器541、542之间的间距较小，能实现晶圆550在晶舟中的精确侦测。
基于本发明提供的该种防止手臂撞击晶圆的装置，在现有手臂基座上设置位置调节单元和宽度调节单元，实现对晶圆侦测传感器的位置和宽度调节。在进行晶圆状态侦测前，先增大晶圆侦测传感器与晶圆间的距离，同时拉大晶圆侦测传感器间的间距，形成晶圆侦测传感器相对晶圆的安全位置，在该安全位置对晶圆在晶舟中的状态进行一次预侦测，如果侦测到异常可及时停止动作，防止手臂撞击晶圆，如果无异常，再通过位置调节单元和宽度调节单元将晶圆侦测传感器调整到正常侦测位置进行检测。基于本发明提供的该种防止手臂撞击晶圆的装置，在晶圆侦测状态时遇到严重晶圆凸出问题时，可以有效防止手臂与晶圆的碰撞事故，避免发生破片。
尽管上文描述了本发明的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本发明的精神和范围。因此，此处所公开的本发明的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。
Claims (9)
1.一种防止手臂撞击晶圆的装置，包括：
手臂基座；
侦测器位置调整单元，所述侦测器位置调整单元刚性设置在所述手臂基座上；
侦测器宽度调整单元，所述侦测器宽度调整单元与所述侦测器位置调整单元的可动结构刚性相连；以及
晶圆侦测器，所述晶圆侦测器可调节的设置在所述侦测器宽度调整单元上。
2.如权利要求1所述的防止手臂撞击晶圆的装置，其特征在于，所述侦测器位置调整单元为气缸。
3.如权利要求2所述的防止手臂撞击晶圆的装置，其特征在于，所述气缸的数量为2个。
4.如权利要求1所述的防止手臂撞击晶圆的装置，其特征在于，所述侦测器宽度调整单元进一步包括：
基座；
设置在所述基座上或内的马达；
可转动的设置在所述基座上的轴承；以及
连接所述马达齿轮和所述轴承齿轮的传送带。
5.如权利要求5所述的防止手臂撞击晶圆的装置，其特征在于，所述晶圆侦测器具有两个，且可移动的设置在所述轴承的两侧。
6.如权利要求1所述的防止手臂撞击晶圆的装置，其特征在于，还包括控制模块，所述控制模块进一步包括：
信号接收单元；
主控制器，所述主控制器接收来自信号接收单元的指令，并向机械控制器和PLC单元下发控制指令；
机械控制器，所述机械控制器基于来自所述主控制器的控制指令控制所述马达动作；
PLC单元，所述PLC单元基于来自所述主控制器的控制指令控制所述电磁阀开启或关闭；以及
电磁阀，所述电磁阀用于控制所述侦测器位置调整单元动作。
7.如权利要求6所述的防止手臂撞击晶圆的装置，其特征在于，所述PLC单元还接收来自主控制器的指令，控制所述晶圆侦测器进行侦测。
8.如权利要求6所述的防止手臂撞击晶圆的装置，其特征在于，所述防止手臂撞击晶圆的装置进行预侦测时，所述主控制器接收来自所述信号接收单元的指令，并向所述PLC单元提供控制指令，所述PLC单元基于所述主控制器的控制指令开启或关闭所述电磁阀，实现所述晶圆侦测器处于远离待测晶圆的第一位置；同时所述主控制器向所述机械控制器提供控制指令，所述机械控制器控制所述侦测器宽度调整单元动作，使所述晶圆侦测器处于间距较大的状态。
9.如权利要求6所述的防止手臂撞击晶圆的装置，其特征在于，所述防止手臂撞击晶圆的装置进行正常侦测时，所述主控制器接收来自所述信号接收单元的指令，并向所述PLC单元提供控制指令，所述PLC单元基于所述主控制器的控制指令开启或关闭所述电磁阀，实现所述晶圆侦测器处于接近待测晶圆的第二位置；同时所述主控制器向所述机械控制器提供控制指令，所述机械控制器控制所述侦测器宽度调整单元动作，使所述晶圆侦测器处于间距较小的状态。
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