CN112249709B - 一种机械手及其获取传输晶圆的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种机械手及其获取和传输晶圆的方法，其中机械手包括机械手臂以及与机械手臂连接的承载部，承载部用于承载晶圆，机械手还包括：测距装置，设置于机械手臂朝向承载部的端面上，测距装置用于实时检测测距装置与承载于承载部上的晶圆之间的距离；处理器，处理器实时接收测距装置检测的距离，并根据距离判断晶圆是否偏移承载部上的预设承载位。测距装置能够实时检测测距装置与晶圆之间的距离，实时判断晶圆是否偏移承载部上的预设承载位，防止晶圆在获取和传输的过程中导致工艺偏差甚至碎片。

Description

一种机械手及其获取传输晶圆的方法

技术领域

本发明涉及半导体设备领域，更具体地，涉及一种机械手及其获取传输晶圆的方法。

背景技术

良品率是晶圆制造厂追求的一个关键指标，它直接影响生产效率和公司效益。在晶圆制造的过程中，良品率由多种因素决定，除工艺腔室等硬件因素以及工艺条件等因素影响外，晶圆在传输过程中的偏移、滑片对其亦有至关重要的影响。偏移是指晶圆在反应腔室中偏离中心位置，滑片是指晶圆在传输过程中由于传输速度不当或晶圆与机械手的摩擦力不够导致的相对位置的变动。偏移、滑片易造成工艺反应情况与预期存在差异，同时会因继续传片造成晶圆可能发生碎裂导致晶圆损坏。

目前，用于检测晶圆是否偏移的装置为设置在腔室上的两个传感器，当晶圆从传感器经过的瞬间，可以检测到晶圆的偏移量，这种设置方式，仅能检测通过传感器瞬间的晶圆的位置，当晶圆通过传感器后发生的偏移检测不到。其次，每个腔室上设置两个传感器，对于多腔室的大平台而言，成本较高。

因此，期待一种新的晶圆传输检测装置，能够在获取和传输晶圆的过程中实时的检测晶圆是否发生偏移。

发明内容

本发明的目的是提出一种机械手及其获取传输晶圆的方法，机械手能够在获取和/或传输晶圆的过程中实时检测晶圆是否发生偏移。

为实现上述目的，本发明提出了一种机械手，用于半导体设备，所述机械手包括机械手臂以及与所述机械手臂连接的承载部，所述承载部用于承载晶圆，其特征在于，所述机械手还包括：

测距装置，设置于所述机械手臂朝向所述承载部的端面上，所述测距装置用于实时检测所述测距装置与承载于所述承载部上的所述晶圆之间的距离；

处理器，所述处理器实时接收所述测距装置检测的所述距离，并根据所述距离判断所述晶圆是否偏移所述承载部上的预设承载位。

可选方案中，所述测距装置包括第一测距传感器和第二测距传感器，所述机械手臂的对称轴与所述承载部的对称轴重合，所述第一测距传感器和所述第二测距传感器相对于所述机械手臂的对称轴对称设置，且所述第一测距传感器距所述机械手臂的对称轴的距离小于所述预设承载位的直径；或者，所述第一测距传感器设置于所述机械手臂的对称轴上，所述第二测距传感器设置于所述机械手臂的对称轴的一侧，且所述第一测距传感器与所述第二测距传感器之间的距离小于所述预设承载位的半径。

可选方案中，所述根据所述距离判断所述晶圆是否偏移所述承载部上的预设承载位包括：

当d1＝D1，d2＝D2时，判断所述晶圆没有发生偏移，当d1≠D1或d2≠D2时，判断所述晶圆发生偏移，其中，D1和D2分别表示，当所述晶圆位于所述承载部上的预设承载位时，所述第一测距传感器检测的所述第一测距传感器与承载于所述承载部上的所述晶圆的边缘之间的距离和所述第二测距传感器检测的所述第二测距传感器与承载于所述承载部上的所述晶圆的边缘之间的距离；d1和d2分别表示所述第一测距传感器实时检测的所述第一测距传感器与承载于所述承载部上的所述晶圆的边缘之间的距离和所述第二测距传感器实时检测的所述第二测距传感器与承载于所述承载部上的所述晶圆的边缘之间的距离。

可选方案中，所述测距装置包括第一测距传感器、第二测距传感器和第三测距传感器，所述机械手臂的对称轴与所述承载部的对称轴重合，所述第三测距传感器设置于所述机械手臂的对称轴上，所述第一测距传感器和第二测距传感器相对于所述机械手臂的对称轴对称设置，且所述第一测距传感器与所述第三测距传感器之间的距离小于所述预设承载位的半径，所述第二测距传感器与所述第三测距传感器之间的距离小于所述预设承载位的半径。

可选方案中，所述根据所述距离判断所述晶圆是否偏移所述承载部上的预设承载位包括：

当d1＝D1，d2＝D2，d5＝D5时，判断所述晶圆没有发生偏移，当d1≠D1或d2≠D2或d5≠D5时，判断所述晶圆发生偏移，其中，D1、D2和D5分别表示，当所述晶圆位于所述承载部上的预设承载位时，所述第一测距传感器检测的所述第一测距传感器与承载于所述承载部上的所述晶圆的边缘之间的距离，所述第二测距传感器检测的所述第二测距传感器与承载于所述承载部上的所述晶圆的边缘之间的距离，所述第三测距传感器检测的所述第三测距传感器与承载于所述承载部上的所述晶圆的边缘之间的距离，d1、d2和d5分别表示所述第一测距传感器实时检测的所述第一测距传感器与承载于所述承载部上的所述晶圆的边缘之间的距离，所述第二测距传感器实时检测的所述第二测距传感器与承载于所述承载部上的所述晶圆的边缘之间的距离，和所述第三测距传感器实时检测的所述第三测距传感器与承载于所述承载部上的所述晶圆的边缘之间的距离。

可选方案中，所述第一测距传感器和所述第二测距传感器的连线垂直于所述机械手臂的对称轴，所述根据所述距离判断所述晶圆是否偏移所述承载部上的预设承载位还包括：

根据以下公式计算所述晶圆的偏移量：

其中，X为偏移量，R为晶圆的半径，d3为所述晶圆没有发生偏移时，所述晶圆的圆心在所述第一测距传感器与所述第二测距传感器连线的投影与所述第二测距传感器之间的距离，d4为晶圆没有发生偏移时，晶圆的圆心与第一测距传感器和第二测距传感器的连线之间的距离，d为所述第二测距传感器实时检测的所述第二测距传感器与承载于所述承载部上的所述晶圆的边缘之间的距离。

可选方案中，所述第一测距传感器和所述第二测距传感器相对于所述机械手臂的对称轴对称设置，此时，D1＝D2＝D；所述根据所述距离判断所述晶圆是否偏移所述承载部上的预设承载位还包括：

当d1＝d2＞D时，判断所述晶圆向远离所述机械手臂方向偏移；

当d1＝d2＜D时，判断所述晶圆向靠近所述机械手臂方向偏移；

当d1＜D＜d2时，判断所述晶圆向所述第一测距传感器方向偏移；

当d1＞D＞d2时，判断所述晶圆向所述第二测距传感器方向偏移；

或者，当所述第一测距传感器设置于所述机械手臂的对称轴上，所述第二测距传感器设置于所述对称轴的一侧时，所述根据所述距离判断所述晶圆是否偏移所述承载部上的预设承载位还包括：

当d1＞D1，d2＞D2时，判断所述晶圆向远离所述机械手臂方向偏移；

当d1＜D1，d2＜D2时，判断所述晶圆向靠近所述机械手臂方向偏移；

当d1＜D1，d2＞D2时，判断所述晶圆向所述第二测距传感器方向偏移；

当d1＞D1＞d2，d2＞D2时，判断所述晶圆向远离所述第一测距传感器方向偏移。

可选方案中，所述第一测距传感器和所述第二测距传感器相对于所述机械手臂的对称轴对称设置，此时，D1＝D2＝D，所述根据所述距离判断所述晶圆是否偏移所述承载部上的预设承载位还包括：

当d1＝d2＞D，d5＞D3时，判断所述晶圆向远离所述机械手臂方向偏移；

当d1＝d2＜D1，d5＜D3时，判断所述晶圆向靠近所述机械手臂方向偏移；

当d1＜D＜d2，d5＞D3时，判断所述晶圆向所述第一测距传感器方向偏移。

当d1＞D＞d2，d5＞D3时，判断所述晶圆向所述第二测距传感器方向偏移。

本发明还提供了一种获取传输晶圆的方法，利用上述的机械手，所述获取晶圆的方法包括：所述机械手获取所述晶圆时，实时检测所述测距装置与所述晶圆之间的距离；

根据所述距离判断所述晶圆是否偏移；如果所述晶圆没有发生偏移，所述机械手获取所述晶圆，如果所述晶圆发生偏移，根据所述距离计算所述晶圆的偏移量，并根据所述偏移量调整所述机械手后获取所述晶圆；和/或，

所述传输晶圆的方法包括：所述机械手在传输所述晶圆的过程中，实时检测所述测距装置与所述晶圆之间的距离，根据所述距离判断所述晶圆是否偏移；如果所述晶圆没有发生偏移，则继续传输所述晶圆；否则，根据所述距离计算所述晶圆的偏移量，判断所述偏移量与设定值的大小，当所述偏移量小于所述设定值时，继续传输所述晶圆，当所述偏移量大于所述设定值时，停止传输所述晶圆。

可选方案中，所述测距装置包括第一测距传感器和第二测距传感器，所述机械手臂的对称轴与所述承载部的对称轴重合，所述第一测距传感器和第二测距传感器相对于所述机械手臂的对称轴对称设置；或，所述第一测距传感器设置于所述对称轴的轴线上，所述第二测距传感器设置于所述轴线的一侧，

所述第一测距传感器和所述第二测距传感器的连线垂直于所述对称轴；所述获取传输方法还包括：

如果所述晶圆发生偏移，根据所述距离计算所述晶圆的偏移量，具体为；

根据以下公式计算所述晶圆的偏移量：

其中，X为偏移量，R为晶圆的半径，d3为所述晶圆正确放置时，所述晶圆的圆心距离所述第一测距传感器与所述第二测距传感器连线的投影距离所述第二测距传感器之间的距离，d4为晶圆没有发生偏移时，晶圆的圆心与所述第一测距传感器和第二测距传感器的连线之间的距离，d为所述第二测距传感器实时检测的所述第二测距传感器与承载于所述承载部上的所述晶圆的边缘之间的距离。

本发明的有益效果在于：测距装置能够实时检测测距装置与晶圆之间的距离，实时判断晶圆是否偏移所述承载部上的预设承载位；处理器还可以计算晶圆的偏移量，当机械手获取晶圆时，如果检测到晶圆偏移，调整机械手后再获取晶圆，可以保证获取晶圆时晶圆位置正确；在晶圆的传输过程中，如果检测到晶圆发生偏移，可以停止晶圆的传输，防止晶圆继续传输导致工艺偏差甚至碎片。

本发明具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了本发明实施例1的一种机械手的结构示意图。

图2示出了本发明实施例1的机械手检测晶圆偏移的工作原理图。

图3示出了本发明实施例2的机械手检测晶圆偏移的工作原理图。

图4示出了本发明实施例3的机械手检测晶圆偏移的工作原理图。

图5为本发明实施例4中机械手获取晶圆的流程图。

图6为本发明实施例5中机械手传输晶圆的流程图。

附图标记说明：

1-机械手臂；2-承载部；3-晶圆；4-第一测距传感器；5-第二测距传感器；6-第三测距传感器；7-预设承载位。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

实施例1

本发明实施例1提供了一种机械手，图1示出了一种机械手的结构示意图。请参照图1，该机械手用于半导体设备，该机械手包括机械手臂1以及与机械手臂1连接的承载部2，承载部2用于承载晶圆3，机械手还包括：

测距装置，设置于机械手臂1朝向承载部2的端面上，测距装置用于实时检测测距装置与承载于承载部2上的晶圆3之间的距离；

处理器，处理器实时接收测距装置检测的距离，并根据距离判断晶圆3是否偏移承载部2上的预设承载位7。

本实施例中，机械手还包括底部旋转座，机械手臂1连接于底部旋转座，底部旋转座可以周向旋转，机械手臂1可以周向旋转也可以前后收缩，机械手臂1的端部连接有承载部2，承载部2用于承载晶圆3，晶圆水平放置在承载部上。其中预设承载位7(图1中圆形实线所示)指的是晶圆3在承载部2上的标准位置(晶圆不发生偏移时所处的位置)，本发明所称的偏移指的是晶圆沿水平方向偏移。机械手用于获取和传输晶圆。本实施例中，机械手臂1包括对称的两部分，机械手臂1的对称轴与承载部2的对称轴重合(图中直线AA为对称轴)，对称轴穿过正确放置的晶圆的圆心。测距装置包括第一测距传感器4和第二测距传感器5，第一测距传感器4和第二测距传感器5相对于机械手臂1的对称轴对称设置，且第一测距传感器4距机械手臂1的对称轴的距离小于预设承载位的直径。由于第一测距传感器和第二测距传感器相对于对称轴对称设置，第二测距传感器4距机械手臂1的对称轴的距离也小于预设承载位的直径。本实施例中，第一测距传感器4和第二测距传感器5均为激光测距传感器，两者检测的距离为激光发出口至激光到达处之间的距离，本实施例中，第一测距传感器4和第二测距传感器5发射的激光打到与激光发射口最近的晶圆的侧边缘上。预设承载位的尺寸与晶圆的尺寸一致，第一测距传感器4、第一测距传感器5距机械手臂1的对称轴的距离小于预设承载位的直径可以保证激光能够打在晶圆的侧壁上。在另一实施例中，第一测距传感器设置于机械手臂的对称轴上，第二测距传感器设置于机械手臂的对称轴的一侧，且第一测距传感器与第二测距传感器之间的距离小于预设承载位的半径。

在其他实施例中，测距装置还可以是超声波测距传感器、红外测距传感器或雷达传感器等，其可以测量晶圆某一设定位置与测距装置之间的距离，如与晶圆圆心之间的距离。应当理解，本发明测距装置检测的距离为测距装置与晶圆上某一/几个设定点之间的距离，当晶圆没有发生偏移时，两者的距离为一标准值，当两者的距离不是标准值时，说明晶圆发生了偏移。其中晶圆的设定点可以是晶圆固定的位置，如晶圆的圆心，设定点也可以是非固定的位置，如本实施例中，为距离激光发射口最近的晶圆的边缘。本实施例中，测距传感器发射的激光平行于晶圆的表面，在其他实施例中，测距传感器发射的激光可以与晶圆的表面设有一定的夹角。其他类型的测距传感器也可以根据需要设置在机械手臂相应的位置上。

图2示出了本实施例中机械手检测晶圆偏移的工作原理图。下面结合图2，介绍本实施例判断晶圆偏移的方法。定义D1表示当晶圆位于承载部上的预设承载位时，第一测距传感器检测的第一测距传感器与承载于承载部上的晶圆的边缘之间的距离，D2表示第二测距传感器检测的第二测距传感器与承载于承载部上的晶圆的边缘之间的距离。d1表示第一测距传感器实时检测的第一测距传感器与承载于承载部上的晶圆的边缘之间的距离。d2表示第二测距传感器实时检测的第二测距传感器与承载于承载部上的晶圆的边缘之间的距离。当d1＝D1，d2＝D2时，判断晶圆没有偏移承载部上的预设承载位。当d1≠D1或d2≠D2时，判断晶圆偏移承载部上的预设承载位。

本实施例中，第一测距传感器和第二测距传感器相对于机械手臂的对称轴对称设置，此时，D1＝D2＝D；根据距离判断晶圆是否偏移承载部上的预设承载位还包括：

当d1＝d2＞D时，判断晶圆向远离机械手臂方向偏移；

当d1＝d2＜D时，判断晶圆向靠近机械手臂方向偏移；

当d1＜D＜d2时，判断晶圆向第一测距传感器方向偏移；向第一测距传感器方向偏移是指晶圆的圆心在第一测距传感器和第二测距传感器连线的投影向第一测距传感器方向偏移，本实施例中是指晶圆向左偏移。

当d1＞D＞d2时，判断晶圆向第二测距传感器方向偏移；向第二测距传感器方向偏移是指晶圆的圆心在第一测距传感器和第二测距传感器连线的投影向第二测距传感器方向偏移，本实施例中是指晶圆向右偏移。

本实施例中，第一测距传感器和第二测距传感器的连线垂直于机械手臂的对称轴，根据距离判断晶圆是否偏移承载部上的预设承载位还包括：根据以下公式计算晶圆的偏移量：

其中，X为偏移量，R为晶圆的半径，d3为晶圆没有发生偏移时，晶圆的圆心在第一测距传感器与第二测距传感器连线的投影与第二测距传感器之间的距离，d4为晶圆没有发生偏移时，晶圆的圆心与第一测距传感器和第二测距传感器的连线之间的距离，d为第二测距传感器实时检测的第二测距传感器与承载于承载部上的晶圆的边缘之间的距离。

本发明的测距装置能够实时检测测距装置与晶圆之间的距离，实时判断晶圆是否偏移承载部上的预设承载位；处理器还可以计算晶圆的偏移量，当机械手获取晶圆时，如果检测到晶圆偏移，调整机械手后再获取晶圆，可以保证获取晶圆时晶圆位置正确；在晶圆的传输过程中，如果检测到晶圆发生偏移，可以停止晶圆的传输，防止晶圆继续传输导致工艺偏差甚至碎片。

实施例2

本实施例中测距装置包括第一测距传感器和第二测距传感器，且两者的连线垂直于机械手臂的对称轴，本实施例与实施例1的区别在于第一测距传感器和第二测距传感器设置的位置不同，本实施例中，第一测距传感器设置于机械手臂的对称轴的轴线上，第二测距传感器设置于轴线的一侧。

图3示出了本发明实施例2的机械手检测晶圆偏移的工作原理图。

本实施例中，根据距离判断晶圆的是否偏移承载部上的预设承载位的方法与实施例1相同，当d1＝D1，d2＝D2时，判断晶圆没有发生偏移。当d1≠D1或d2≠D2时，判断晶圆发生偏移。根据距离判断晶圆的偏移还包括：

当d1＞D1，d2＞D2时，判断晶圆向远离机械手臂方向偏移；

当d1＜D1，d2＜D2时，判断晶圆向靠近机械手臂方向偏移；

当d1＜D1，d2＞D2时，判断晶圆向第二测距传感器方向偏移；向第一测距传感器方向偏移是指晶圆的圆心在第一测距传感器和第二测距传感器连线的投影向第二测距传感器方向偏移，本实施例是指晶圆向左偏移。

当d1＞D1＞d2，d2＞D2时，判断晶圆向远离第一测距传感器方向偏移。向第一测距传感器方向偏移是指晶圆的圆心在第一测距传感器和第二测距传感器连线的投影向第一测距传感器方向偏移，本实施例是指晶圆向右偏移。

根据距离计算晶圆的偏移量与实施例1采用相同的公式：

参数的定义参照实施例1。

实施例3

图4示出了本发明实施例3的机械手检测晶圆偏移的工作原理图。

本实施例中，测距装置包括第一测距传感器、第二测距传感器和第三测距传感器，机械手臂的对称轴与承载部的对称轴重合，第三测距传感器设置于机械手臂的对称轴上，第一测距传感器和第二测距传感器相对于机械手臂的对称轴对称设置，且第一测距传感器与第三测距传感器之间的距离小于预设承载位的半径，第二测距传感器与第三测距传感器之间的距离小于预设承载位的半径。本实施例中，两者相对于对称轴对称设置，其它实施例中，两者也可以不对称设置。

根据距离判断晶圆的偏移承载部上的预设承载位包括：

当d1＝D1，d2＝D2，d5＝D5时，判断晶圆没有发生偏移，当d1≠D1或d2≠D2或d5≠D5时，判断晶圆发生偏移，其中，D1、D2和D5分别表示，当晶圆位于承载部上的预设承载位时，第一测距传感器检测的第一测距传感器与承载于承载部上的晶圆的边缘之间的距离，第二测距传感器检测的第二测距传感器与承载于承载部上的晶圆的边缘之间的距离，第三测距传感器检测的第三测距传感器与承载于承载部上的晶圆的边缘之间的距离，d1、d2和d5分别表示第一测距传感器实时检测的第一测距传感器与承载于承载部上的晶圆的边缘之间的距离，第二测距传感器实时检测的第二测距传感器与承载于承载部上的晶圆的边缘之间的距离，和第三测距传感器实时检测的第三测距传感器与承载于承载部上的晶圆的边缘之间的距离。

本实施例中，第一测距传感器和第二测距传感器相对于机械手臂的对称轴对称设置，此时，D1＝D2＝D，根据距离判断晶圆否偏移承载部上的预设承载位还包括：

当d1＝d2＞D，d5＞D3时，判断晶圆向远离机械手臂方向偏移；

当d1＝d2＜D1，d5＜D3时，判断晶圆向靠近机械手臂方向偏移；

当d1＜D＜d2，d5＞D3时，判断晶圆向第一测距传感器方向偏移。向第一测距传感器方向偏移是指晶圆的圆心在第一测距传感器和第二测距传感器连线的投影向第二测距传感器方向偏移，本实施例是指晶圆向左偏移。

当d1＞D＞d2，d5＞D3时，判断晶圆向第二测距传感器方向偏移。向第二测距传感器方向偏移是指晶圆的圆心在第一测距传感器和第二测距传感器连线的投影向第二测距传感器方向偏移，本实施例是指晶圆向右偏移。

根据距离计算晶圆的偏移量与实施例1采用相同的公式：

参数的定义参照实施例1。

实施例4

本实施例提供了一种获取晶圆的方法，利用实施例1至实施例3任一实施例的机械手，图5示出了机械手获取晶圆的流程图，获取晶圆的方法包括：

机械手获取晶圆时，实时检测测距装置与晶圆之间的距离；

根据距离判断晶圆是否偏移；

如果晶圆没有发生偏移，机械手获取晶圆，如果晶圆发生偏移，根据距离计算晶圆的偏移量，并根据偏移量调整机械手后获取晶圆。

可以采用实施例1至实施例3任何一种检测手段，检测测距装置与晶圆之间的距离，并根据检测的距离判断晶圆是否发生偏移。如果晶圆没有发生偏移，机械手获取晶圆，否则，根据距离计算晶圆的偏移量。偏移量的计算参照实施例1至实施例3。并根据偏移量调整机械手后获取晶圆。

实施例5

本实施例提供了一种传输晶圆的方法，利用实施例1至实施例3任一实施例的机械手，图6示出了机械手获取晶圆的流程图，传输晶圆的方法包括：

机械手在传输晶圆的过程中，实时检测测距装置与晶圆的距离，根据距离判断晶圆是否偏移，如果晶圆没有发生偏移，则继续传输晶圆；否则，根据距离计算晶圆的偏移量，

判断偏移量与设定值的大小；

当偏移量小于设定值时，继续传输晶圆，当偏移量大于设定值时，停止传输晶圆。

可以采用实施例1至实施例3任何一种检测手段，检测测距装置与晶圆之间的距离，并根据检测的距离判断晶圆是否发生偏移。本实施例中，机械手在传输晶圆的过程中，实时检测测距装置与晶圆之间的距离，并计算出晶圆的偏移量；判断偏移量与设定值的大小；当偏移量小于设定值时，继续传输晶圆，当偏移量大于设定值时，停止传输晶圆。偏移量的计算参照实施例1至实施例3。设定值根据工艺需要设定，如在一个实施例中，设定值为3mm。，机械手在传输晶圆时，两个光学测距装置分别持续获取其到晶圆边缘的距离。根据晶圆边缘到测距传感器的距离，识别晶圆的偏移量x。当偏移量x＜3mm时，继续传输晶圆；当偏移量x≥3mm时，停止传输，抛出报警，然后采取手动方式，将晶圆传出。

本发明可实时检测机械手上晶圆的位置偏移量，并根据实际需要，通过机械手纠偏，防止对已发生偏移、裂片而执行的无效工艺，造成浪费；实时监控晶圆在机械手上的状态，当发生传输故障，可以快速锁定位置，停止晶圆的传输；处理器计算的数据还可辅助软件中晶圆的传输动画，使之更准确反馈晶圆在腔室中的实际状态。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种机械手，用于半导体设备，所述机械手包括机械手臂以及与所述机械手臂连接的承载部，所述承载部用于承载晶圆，其特征在于，所述机械手还包括：

测距装置，设置于所述机械手臂朝向所述承载部的端面上，所述测距装置用于实时检测所述测距装置与承载于所述承载部上的所述晶圆之间的距离；

处理器，所述处理器实时接收所述测距装置检测的所述距离，并根据所述距离判断所述晶圆是否偏移所述承载部上的预设承载位。

2.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述测距装置包括第一测距传感器和第二测距传感器，所述机械手臂的对称轴与所述承载部的对称轴重合，所述第一测距传感器和所述第二测距传感器相对于所述机械手臂的对称轴对称设置，且所述第一测距传感器距所述机械手臂的对称轴的距离小于所述预设承载位的直径；或者，所述第一测距传感器设置于所述机械手臂的对称轴上，所述第二测距传感器设置于所述机械手臂的对称轴的一侧，且所述第一测距传感器与所述第二测距传感器之间的距离小于所述预设承载位的半径。

3.根据权利要求2所述的机械手，其特征在于，所述根据所述距离判断所述晶圆是否偏移所述承载部上的预设承载位包括：

当d1＝D1，d2＝D2时，判断所述晶圆没有发生偏移，当d1≠D1或d2≠D2时，判断所述晶圆发生偏移，其中，D1和D2分别表示，当所述晶圆位于所述承载部上的预设承载位时，所述第一测距传感器检测的所述第一测距传感器与承载于所述承载部上的所述晶圆的边缘之间的距离和所述第二测距传感器检测的所述第二测距传感器与承载于所述承载部上的所述晶圆的边缘之间的距离；d1和d2分别表示所述第一测距传感器实时检测的所述第一测距传感器与承载于所述承载部上的所述晶圆的边缘之间的距离和所述第二测距传感器实时检测的所述第二测距传感器与承载于所述承载部上的所述晶圆的边缘之间的距离。

4.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述测距装置包括第一测距传感器、第二测距传感器和第三测距传感器，所述机械手臂的对称轴与所述承载部的对称轴重合，所述第三测距传感器设置于所述机械手臂的对称轴上，所述第一测距传感器和第二测距传感器相对于所述机械手臂的对称轴对称设置，且所述第一测距传感器与所述第三测距传感器之间的距离小于所述预设承载位的半径，所述第二测距传感器与所述第三测距传感器之间的距离小于所述预设承载位的半径。

5.根据权利要求4所述的机械手，其特征在于，所述根据所述距离判断所述晶圆是否偏移所述承载部上的预设承载位包括：

当d1＝D1，d2＝D2，d5＝D5时，判断所述晶圆没有发生偏移，当d1≠D1或d2≠D2或d5≠D5时，判断所述晶圆发生偏移，其中，D1、D2和D5分别表示，当所述晶圆位于所述承载部上的预设承载位时，所述第一测距传感器检测的所述第一测距传感器与承载于所述承载部上的所述晶圆的边缘之间的距离，所述第二测距传感器检测的所述第二测距传感器与承载于所述承载部上的所述晶圆的边缘之间的距离，所述第三测距传感器检测的所述第三测距传感器与承载于所述承载部上的所述晶圆的边缘之间的距离，d1、d2和d5分别表示所述第一测距传感器实时检测的所述第一测距传感器与承载于所述承载部上的所述晶圆的边缘之间的距离，所述第二测距传感器实时检测的所述第二测距传感器与承载于所述承载部上的所述晶圆的边缘之间的距离，和所述第三测距传感器实时检测的所述第三测距传感器与承载于所述承载部上的所述晶圆的边缘之间的距离。

6.根据权利要求2至5任一项所述的机械手，其特征在于，所述第一测距传感器和所述第二测距传感器的连线垂直于所述机械手臂的对称轴，所述根据所述距离判断所述晶圆是否偏移所述承载部上的预设承载位还包括：

根据以下公式计算所述晶圆的偏移量：

其中，X为偏移量，R为晶圆的半径，d3为所述晶圆没有发生偏移时，所述晶圆的圆心在所述第一测距传感器与所述第二测距传感器连线的投影与所述第二测距传感器之间的距离，d4为晶圆没有发生偏移时，晶圆的圆心与第一测距传感器和第二测距传感器的连线之间的距离，d为所述第二测距传感器实时检测的所述第二测距传感器与承载于所述承载部上的所述晶圆的边缘之间的距离。

7.根据权利要求3所述的机械手，其特征在于，所述第一测距传感器和所述第二测距传感器相对于所述机械手臂的对称轴对称设置，此时，D1＝D2＝D；所述根据所述距离判断所述晶圆是否偏移所述承载部上的预设承载位还包括：

当d1＝d2＞D时，判断所述晶圆向远离所述机械手臂方向偏移；

当d1＝d2＜D时，判断所述晶圆向靠近所述机械手臂方向偏移；

当d1＜D＜d2时，判断所述晶圆向所述第一测距传感器方向偏移；

当d1＞D＞d2时，判断所述晶圆向所述第二测距传感器方向偏移；

或者，当所述第一测距传感器设置于所述机械手臂的对称轴上，所述第二测距传感器设置于所述对称轴的一侧时，所述根据所述距离判断所述晶圆是否偏移所述承载部上的预设承载位还包括：

当d1＞D1，d2＞D2时，判断所述晶圆向远离所述机械手臂方向偏移；

当d1＜D1，d2＜D2时，判断所述晶圆向靠近所述机械手臂方向偏移；

当d1＜D1，d2＞D2时，判断所述晶圆向所述第二测距传感器方向偏移；

当d1＞D1＞d2，d2＞D2时，判断所述晶圆向远离所述第一测距传感器方向偏移。

8.根据权利要求5所述的机械手，其特征在于，所述第一测距传感器和所述第二测距传感器相对于所述机械手臂的对称轴对称设置，此时，D1＝D2＝D，所述根据所述距离判断所述晶圆是否偏移所述承载部上的预设承载位还包括：

当d1＝d2＞D，d5＞D3时，判断所述晶圆向远离所述机械手臂方向偏移；

当d1＝d2＜D1，d5＜D3时，判断所述晶圆向靠近所述机械手臂方向偏移；

当d1＜D＜d2，d5＞D3时，判断所述晶圆向所述第一测距传感器方向偏移；

当d1＞D＞d2，d5＞D3时，判断所述晶圆向所述第二测距传感器方向偏移。

9.一种获取传输晶圆的方法，利用根据权利要求1至8中任一项所述的机械手，其特征在于，

所述获取晶圆的方法包括：所述机械手获取所述晶圆时，实时检测所述测距装置与所述晶圆之间的距离；根据所述距离判断所述晶圆是否偏移；如果所述晶圆没有发生偏移，所述机械手获取所述晶圆，如果所述晶圆发生偏移，根据所述距离计算所述晶圆的偏移量，并根据所述偏移量调整所述机械手后获取所述晶圆；和/或，

所述传输晶圆的方法包括：所述机械手在传输所述晶圆的过程中，实时检测所述测距装置与所述晶圆之间的距离，根据所述距离判断所述晶圆是否偏移；如果所述晶圆没有发生偏移，则继续传输所述晶圆；否则，根据所述距离计算所述晶圆的偏移量，判断所述偏移量与设定值的大小，当所述偏移量小于所述设定值时，继续传输所述晶圆，当所述偏移量大于所述设定值时，停止传输所述晶圆。

10.根据权利要求9所述的获取传输晶圆的方法，其特征在于，所述测距装置包括第一测距传感器和第二测距传感器，所述机械手臂的对称轴与所述承载部的对称轴重合，所述第一测距传感器和第二测距传感器相对于所述机械手臂的对称轴对称设置；或，所述第一测距传感器设置于所述对称轴的轴线上，所述第二测距传感器设置于所述轴线的一侧，

所述第一测距传感器和所述第二测距传感器的连线垂直于所述对称轴；所述获取传输方法还包括：

如果所述晶圆发生偏移，根据所述距离计算所述晶圆的偏移量，具体为根据以下公式计算所述晶圆的偏移量：

其中，X为偏移量，R为晶圆的半径，d3为所述晶圆正确放置时，所述晶圆的圆心距离所述第一测距传感器与所述第二测距传感器连线的投影距离所述第二测距传感器之间的距离，d4为晶圆没有发生偏移时，晶圆的圆心与所述第一测距传感器和第二测距传感器的连线之间的距离，d为所述第二测距传感器实时检测的所述第二测距传感器与承载于所述承载部上的所述晶圆的边缘之间的距离。

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