CN111933549B - 半导体加工设备及检测滑片的方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种半导体加工设备及滑片检测的方法。该半导体加工设备包括：腔室、测距传感器、控制器及升降机构；升降机构至少部分位于腔室内，升降机构用于带动多个工件沿竖直方向上升或下降；测距传感器设置于腔室内，并且位于多个工位的至少一侧，当任意一工位上的工件发生横向位移时，测距传感器测量获取到已发生横向位移的工件与测距传感器之间的间距值，作为当前工位值；控制器用于根据当前工位值与移动距离值之间的差值、以及预先设置的工位表，确定已发生横向位移的工件所对应的工位。本申请实施例能够精确判断发生滑片的工位，从而实现对腔室内的工件实时监测，有效提高执行工艺高效性及连续性。

Description

半导体加工设备及检测滑片的方法

技术领域

本申请涉及半导体加工技术领域，具体而言，本申请涉及一种 半导体加工设备及检测滑片的方法。

背景技术

目前，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)刻蚀设备主 要包括控制系统、传输系统、温控系统及射频系统等。传输系统负责 从装载腔室内的片盒(Cassette)内取出托盘或晶片，然后将托盘或 晶片放到工艺腔室内执行工艺。现有传输系统由片盒装载机构、垂直 升降机构、机械手及装载腔室组成。在实际应用时，片盒装载机构用 于在片盒内装载托盘或者晶片，垂直升降机构用于在装载腔室内带动 片盒升降，机械手用于从片盒内取出托盘或晶片，然后将托盘或晶片 放到工艺腔室内执行工艺。

为了保证片盒内托盘或者晶片没有脱出片位，现有技术中需要 在装载腔室特定位置安装对射传感器，通过对射传感器的状态来判断 托盘或晶片是否脱出片位，即片盒内是否发生滑片。当片盒内出现滑 片时，托盘及晶片脱出片位，遮挡住对射传感器发生的光线，由此判 断片盒内是否发生脱片。但是现有技术的方案中仅能确定片盒是否发 生滑片，但是无法判断具体发生滑片的工位。

发明内容

本申请针对现有方式存在的缺陷，提出一种半导体加工设备及 检测滑片的方法，用以解决现有技术存在无法判断发生滑片所在的具 体工位的技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种半导体加工设备，包括： 腔室、测距传感器、控制器及升降机构；所述升降机构至少部分位于 所述腔室内，且所述升降机构上具有多个沿竖直方向层叠设置的工 位，所述工位用于承载工件；所述升降机构用于带动多个所述工件沿 竖直方向上升或下降；所述测距传感器设置于所述腔室内，并且位于 多个所述工位的至少一侧，当任意一所述工位上的工件发生横向位移 时，所述测距传感器测量获取到已发生横向位移的工件与所述测距传 感器之间的间距值，作为当前工位值；所述控制器分别与所述测距传 感器、所述升降机构电连接；所述控制器用于实时获取所述升降机构基于预先指定的原点、沿竖直方向的移动距离值；并且所述控制器用 于根据所述当前工位值与所述移动距离值之间的差值、以及预先设置 的工位表，确定已发生横向位移的工件所对应的工位。

于本申请的一实施例中，所述预先设置的工位表用于表征所述 工件的厚度、任意两相邻的所述工件之间的间距、以及起始工位与所 述测距传感器的距离之间的关联关系。

于本申请的一实施例中，所述起始工位是指当所述升降机构位 于所述预先指定的原点时，多个沿竖直方向层叠设置的工位中的最底 层工位。

于本申请的一实施例中，所述升降机构为丝杠结构或者伸缩气 缸结构。

于本申请的一实施例中，所述工件为晶片或者用于承载晶片的 托盘。

于本申请的一实施例中，所述测距传感器为超声波测距传感器、 激光测距传感器及红外线测距传感器中的至少一种。

第二个方面，本申请实施例提供一种检测滑片的方法，实施于 如第一个方面提供的半导体加工设备中，所述半导体加工设备包括腔 室，其特征在于，所述方法包括：通过测距传感器获取被测工件与所 述测距传感器之间的间距值，作为当前工位值；判断所述当前工位值 是否小于所述测距传感器到所述腔室顶部的距离；若判断结果为是， 则实时获取升降机构基于预先指定的原点、沿竖直方向的移动距离 值；获取所述当前工位值与所述移动距离值之间的差值；根据所述差 值，以及预先设置的工位表，确定发生横向位移的工件所对应的工位。

于本申请的一实施例中，所述根据所述差值，以及预先设置的 工位表，确定发生横向位移的工件所对应的工位，包括：将所述当前 工位值与所述移动距离值之间的差值与预先设置的所述工位表进行 对比，并且根据对比结果确定发生横向位移的工件所对应的工位。

于本申请的一实施例中，所述预先设置的工位表用于表征所述 工件的厚度、所述工件之间的间距、以及起始工位与所述测距传感器 的距离之间的关联关系。

于本申请的一实施例中，所述起始工位是指当所述升降机构位 于所述预先指定的原点时，多个沿竖直方向层叠设置的工位中的最底 层工位。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是：

本申请实施例通过在腔室内设置有测距传感器，并且检测发生 横向位移的工件的间距值作为当前工位值，然后控制器根据该当前工 位值与升降机构的移动距离值的差值，以及将该差值与预先设置的工 位表进行对比以确定发生滑片的工位，由此实现了精确判断发生滑片 所在的具体工位的目的，进而实现对腔室内的工件实时监测，有效提 高执行工艺的高效性及连续性。进一步的，由于实现了对腔室内的工 件实时监测，从而大幅提高自动化控制水平。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将 从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施 例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种半导体加工设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种半导体加工设备示出滑片状态 的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种半导体加工设备的升降机构处 于原点及上升后的的状态示意图；

图4为本申请实施例提供的一种检测滑片的方法中的流程示意 图。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出， 其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同 或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申 请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例 是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所 有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普 通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典 中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义 一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或 过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单 数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应 该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在 所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在 或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或 它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元 件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。 此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。 这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部 或任一单元和全部组合。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方 案如何解决上述技术问题进行详细说明。

本申请实施例提供了一种半导体加工设备，该半导体加工设备 的结构示意图如图1所示，包括：腔室1、测距传感器2、控制器3 及升降机构4；升降机构4至少部分位于腔室1内，且升降机构4上 具有多个沿竖直方向层叠设置的工位，工位用于承载工件100。升降 机构4用于带动多个工件100沿竖直方向上升或下降。测距传感器2 设置于腔室1内，并且位于多个工位的至少一侧，当任意一工位上的 工件100发生横向位移时，测距传感器2测量获取到发生横向位移的 工件100与测距传感器2之间的间距值，作为当前工位值；控制器3 分别与测距传感器2、升降机构4电连接，控制器3用于实时获取升 降机构4基于预先指定的原点、沿竖直方向的移动距离值；并且控制 器3用于根据当前工位值与移动距离值之间的差值、以及预先设置的 工位表，确定已发生横向位移的工件所对应的工位。

如图1及图2所示，腔室1具体可以为半导体加工设备的装载 腔室，其具体采用金属材质制成的圆柱形或方形结构。升降机构4 设置于腔室1的底部，升降机构4的部分可以伸入腔室1内，并且顶 部可以形成有多个工位(图中未示出)，升降机构4用于带动多个工位沿竖直方向上升或下降。每个工位用于承载工件100，工件100具 体可以是托盘或者晶片。具体来说，当晶片规格相对较小时，一个托 盘上承载有多个晶片，然后再将托盘放置于工位上，即工件100为承 载有多个晶片的托盘；当晶片规格相对较大时，单个晶片可以直接放 置于工位上，即工件100为晶片。测距传感器2设置于腔室1内的顶 壁或者底壁上，并且测距传感器2位于多个工位的左侧。当任意一工 位上的工件100发生横向位移时，测距传感器2测量获取到已发生横 向位移的工件与测距传感器之间的间距值，作为当前工位值。控制器 3具体可以是半导体加工设备的下位机，但是本申请实施例并不以此 为限，例如其也可以是单片机。控制器3与测距传感器2及升降机构 4电连接，在执行工艺过程中，当工件100发生滑片时，控制器3通 过测距传感器2测量获得自身到工件100之间的间距值以作为当前工 位值，并且当升降机构4带动多个工位移动时，控制器3能实时获取 升降机构4基于预先指定的原点、沿竖直方向的移动距离值，控制器 3能根据当前工位值与移动距离值的差值、以及预先设置的工位表确 定已发生横向位移的工件100所对应的工位，即确定出发生滑片的工 位。

本申请实施例通过在腔室内设置有测距传感器，并且检测发生 横向位移的工件的间距值作为当前工位值，然后控制器根据该当前工 位值与升降机构的移动距离值的差值，以及将该差值与预先设置的工 位表进行对比以确定发生滑片的工位，由此实现了精确判断发生滑片 的工位目的，进而实现对腔室内的工件实时监测，有效提高执行工艺 的高效性及连续性。进一步的，由于实现了对腔室内的工件实时监测， 从而大幅提高自动化控制水平。

需要说明的是，本申请实施例并不限腔室1的类型，例如其也 可以是工艺腔室或者其它类型的腔室；另外，测距传感器2并不限定 仅位于多个工位的一侧，例如测距传感器2为多个且设置于多个工位 圆周方向，从多个方向对工件100进行监测。因此本申请实施例并不 以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调整设置。

于本申请的一实施例中，结合图1至图3所示，预先设置的工 位表用于表征工件100的厚度、工件100之间的间距、以及起始工位 与测距传感器2的距离之间的关联关系。可选地，起始工位是指当升 降机构4位于预先指定的原点时，多个沿竖直方向层叠设置的工位中 的最底层工位。该预先设置的工位表在后续关于检测滑片的方法的实 施例中有详细说明，因此不再赘述。

于本申请的一实施例中，如图1所示，升降机构4为丝杠结构 或者伸缩气缸结构。具体来说，升降机构4具体采用丝杠结构或者伸 缩气缸结构，升降机构4设置于腔室1的底部，并且伸入腔室1内带 动多个工位沿竖直方向升降。升降机构4上可以设置有片盒，多个工 位形成于片盒内，但是本申请实施例并不以此为限，例如升降机构4 的顶部可以直接形成有多个工位。在实际应用时，升降机构4带动多 个工位上的工件100沿竖直方向上升或下降，例如每次上升或下降一 固定距离，半导体加工设备的机械手在一固定位置即可以实现对托盘 或晶片进行取放。采用上述设计，由于设置有丝杠结构能精确控制多 个工位的升降距离，以便于机械手抓取多个工位上的工件100，从而 实现本申请实施例的精确控制。

于本申请的一实施例中，如图1及图2所示，工件100为晶片 或者用于承载晶片的托盘。具体来说，当工件100为晶片时，测距传 感器2的测量精度大于晶片的厚度；当工件100为承载有晶片的托盘 时，测距传感器2的测量精度大于托盘的厚度，即测距传感器2的测 量精度与工件100的厚度对应设置，从而有效提高测量精度。

于本申请的一实施例中，测距传感器2为超声波测距传感器、 激光测距传感器及红外线测距传感器中的至少一种。测距传感器2 采用多种类型的传感器，使得本申请实施例可以根据不同工况的来选 择对应类型的传感器，从而大幅提高适用性，并且还能有效降低成本。

基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种检测滑片的方法， 实施于如上述各实施例提供的半导体加工设备，半导体加工设备包括 腔室，该方法的流程示意图如图4所示，该方法包括：

S401：通过测距传感器获取被测工件与测距传感器之间的间距 值，作为当前工位值。

S402：判断当前工位值是否小于测距传感器到腔室顶部的距离。

S403：若判断结果为是，则实时获取升降机构基于预先指定的 原点、沿竖直方向的移动距离值。

S404：获取当前工位值与移动距离值之间的差值。

S405：根据差值，以及预先设置的工位表，确定发生横向位移 的工件所对应的工位。

可选地，将所述当前工位值与所述移动距离值之间的差值与预 先设置的所述工位表进行对比，并且根据对比结果确定发生横向位移 的工件所对应的工位。

如图3至图4所示，控制器3控制升降机构4带动多个工件100 移动，并且控制器3能实时获取移动距离值H4。在移动过程中，测 距传感器2实时记录与遮挡物之间的距离，该距离可以定义为H。当 腔室1内发生滑片时，测距传感器2得到的距离会发生变化，即测距 传感器2自身距离在滑片处的被测工件100之间的间距值，并且将该 间距值作为当前工位值H2，此时测距传感器2得到的距离H＝H2。预 先定义测距传感器2到腔室1顶部的距离为H3，在无滑片的情况下 测距传感器2得到的距离H＝H3。控制器3可以判断当前工位值H2是 否小于H3，若判断结果为是，控制器3则实时获取基于预先指定的 原点、升降机构4的移动距离值H4。控制器3可以根据及当前工位 值H2与移动距离值H4获取两者的差值，然后将该差值与预设工位表 进行对比，从而确定已经发生横向位移的工件100所对应的工位，即 确定发生滑片的工位。具体来说，将发生滑片的工位定义为E，通过 计算公式E＝H2-H4即可以得出差值，根据该差值与预设工位表对比以 确定发生横向位移的工件所对应的工位。

需要说明的是，由于升降机构4在移动过程中发生的滑片，因 此测距传感器2测得的为当前工位值，即升降机构4离开预先指定的 原点后在多个位置停留时，测距传感器2测得的为当前工位值，具体 参照如图3右侧所示。另外，当升降机构4处于预先指定的原点时发 生滑片，具体参照如图3左侧所示，测距传感器2能直接检测出其自 身距离工件100的间距值，然后将该间距值与预设工位表对比，从而 确定发生滑片的工位。

可选地，预先设置的工位表用于表征工件的厚度、工件之间的 间距、以及起始工位与测距传感器的距离之间的关联关系。可选地， 起始工位是指当升降机构位于预先指定的原点时，多个沿竖直方向层 叠设置的工位中的最底层工位。

如图3至图4所示，首先控制器3控制升降机构4运动至预先 指定的原点，然后控制测距传感器2检测其自身距离起始工位的距 离，该距离具体可以是测距传感器2与起始工位上的工件100上边缘 之间的距离，或者是测距传感器2与起始工位上的工件100下边缘之间的距离，该距离可以定义为H1。起始工位具体可以是多个沿竖直 方向层叠设置的工位中最底层的工位。

进一步的，定义工件100的厚度为A，两相邻工件100之间的间 距定义为B，测距传感器2与腔室1顶部距离为H3，起始工位相对于 原点的距离为C。具体来说，控制器3控制升降机构4运动至预先指 定的原点，然后记录起始工位上的工件100的下边缘与测距传感器2的距离，之后结合各工件100之间的间距B以及工件100的厚度A 可以得出预先设置的工位表，具体可以参照如表1所示，从而获得所 有工位相对于测距传感器2的距离。为了进一步的提高检测的精确 度，定义测距传感器2对工件100的检测范围为各工件100之间的间 距B的二分之一。

表1

需要说明的是，本申请实施例并非必须将最底层的工位定义为 起始工位，例如起始工位可以是多个工位的任意一个，然后再根据各 工件100之间的间距计算各工位相对于测距传感器2的距离。因此本 申请实施例并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际情况自行调 整设置。

应用本申请实施例，至少能够实现如下有益效果：

本申请实施例通过在腔室内设置有测距传感器，并且检测发生 横向位移的工件的间距值作为当前工位值，然后控制器根据该当前工 位值与升降机构的移动距离值的差值，以及将该差值与预先设置的工 位表进行对比以确定发生滑片的工位，由此实现了精确判断发生滑片 的工位目的，进而实现对腔室内的工件实时监测，有效提高执行工艺 的高效性及连续性。进一步的，由于实现了对腔室内的工件实时监测， 从而大幅提高自动化控制水平。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而 采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的 普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做 出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操 作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删 除。进一步地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中 的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方 法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、 组合或删除。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、 “下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、 “顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附 图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而 不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方 位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限 定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以 是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连， 也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的 具体含义。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在 任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指 示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执 行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限 制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分 步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必 然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序 也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或 者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术 领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做 出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种半导体加工设备，其特征在于，包括腔室、测距传感器、控制器及升降机构；

所述升降机构至少部分位于所述腔室内，且所述升降机构上具有多个沿竖直方向层叠设置的工位，所述工位用于承载工件；所述升降机构用于带动多个所述工件沿竖直方向上升或下降；

所述测距传感器设置于所述腔室内，并且位于多个所述工位的至少一侧，当任意一所述工位上的工件发生横向位移时，所述测距传感器测量获取到已发生横向位移的工件与所述测距传感器之间的间距值，作为当前工位值；

所述控制器分别与所述测距传感器、所述升降机构电连接；所述控制器用于实时获取所述升降机构基于预先指定的原点、沿竖直方向的移动距离值；并且所述控制器用于根据所述当前工位值与所述移动距离值之间的差值、以及预先设置的工位表，确定已发生横向位移的工件所对应的工位。

2.如权利要求1所述的半导体加工设备，其特征在于，所述预先设置的工位表用于表征所述工件的厚度、任意两相邻的所述工件之间的间距、以及起始工位与所述测距传感器的距离之间的关联关系。

3.如权利要求2所述的半导体加工设备，其特征在于，所述起始工位是指当所述升降机构位于所述预先指定的原点时，多个沿竖直方向层叠设置的工位中的最底层工位。

4.如权利要求1所述的半导体加工设备，其特征在于，所述升降机构为丝杠结构或者伸缩气缸结构。

5.如权利要求2所述的半导体加工设备，其特征在于，所述工件为晶片或者用于承载晶片的托盘。

6.如权利要求1所述的半导体加工设备，其特征在于，所述测距传感器为超声波测距传感器、激光测距传感器及红外线测距传感器中的至少一种。

7.一种检测滑片的方法，实施于如权利要求1至6任一所述的半导体加工设备中，所述半导体加工设备包括腔室，其特征在于，所述方法包括：

通过测距传感器获取被测工件与所述测距传感器之间的间距值，作为当前工位值；

判断所述当前工位值是否小于所述测距传感器到所述腔室顶部的距离；

若判断结果为是，则实时获取升降机构基于预先指定的原点、沿竖直方向的移动距离值；

获取所述当前工位值与所述移动距离值之间的差值；

根据所述差值，以及预先设置的工位表，确定发生横向位移的工件所对应的工位。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述差值，以及预先设置的工位表，确定发生横向位移的工件所对应的工位，包括：

将所述当前工位值与所述移动距离值之间的差值与预先设置的所述工位表进行对比，并且根据对比结果确定发生横向位移的工件所对应的工位。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述预先设置的工位表用于表征所述工件的厚度、所述工件之间的间距、以及起始工位与所述测距传感器的距离之间的关联关系。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述起始工位是指当所述升降机构位于所述预先指定的原点时，多个沿竖直方向层叠设置的工位中的最底层工位。