CN115101432A - 一种晶圆装载设备及晶圆状态检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种晶圆装载设备及晶圆状态检测方法，检测装置在装载腔室内的晶圆盒运动时，检测表征晶圆盒中的晶圆的类型的参数信息；控制器根据参数信息判定晶圆的类型；若判定出晶圆的类型，则确定晶圆在晶圆盒内正常放置，状态正常；若判定不出晶圆的类型，则确定晶圆在晶圆盒内异常放置，状态异常。可见，本申请可检测晶圆的类型，还可确定晶圆的状态，使得装载腔室不再对晶圆的类型有限制要求，则对于工艺加工过程相同但类型不同的晶圆，就可以使用同一装载腔室同时装载，且可以使用同一机台同时加工，从而减少了机台数量，节约了成本，且避免了因装载参数更改产生的减少产能的问题，及因设置多个装载腔室产生的增加设备复杂度的问题。

Description

一种晶圆装载设备及晶圆状态检测方法

技术领域

本申请涉及晶圆加工领域，尤其涉及一种晶圆装载设备及晶圆状态检测方法。

背景技术

目前，在晶圆传递到机台内进行工艺加工之前，首先，将晶圆放置在晶圆盒内，晶圆盒内有多个槽位，每个槽位用于放置一片晶圆，则一个晶圆盒内可以放置多片晶圆；然后，将晶圆盒按照固定位置放入装载腔室内，以通过装载腔室将晶圆传递到机台内。

装载腔室在将晶圆送入机台之前，要对晶圆盒进行装载操作，装载操作包括装载腔室对晶圆盒内晶圆的状态进行检测。晶圆在晶圆盒内的状态包括：晶圆盒内所有晶圆的分布状态；晶圆盒内的晶圆有没有倾斜；晶圆盒内有没有重叠放置的晶圆(即不止一片晶圆放在同一个槽位内)。装载腔室会将检测到的晶圆的状态传递给机台的控制系统。机台的控制系统当检测到有晶圆的状态不正确时(晶圆倾斜或者重叠放置)，会控制机台停止作业，并做出提示。

随着半导体技术的不断发展，晶圆的类型(材料、厚度和形状等)也在不断增加。现有的装载腔室对晶圆状态进行检测的方法为：装载腔室均提前设置好针对固定类型的晶圆的装载参数，这些装载参数作为判断晶圆状态的依据，此情况下要求即将进行装载的晶圆类型与装载腔室设置的装载参数相互匹配，否则无法成功进行晶圆状态检测。也就是说，在装载腔室中所检测的晶圆只能是同一种类型的晶圆，这样就限制了不同类型的晶圆不能在同一个机台内进行工艺加工，一般的选择是：不同类型的晶圆进行区分，并分配给不同的机台来进行工艺加工。

但是，有的不同类型的晶圆的工艺加工过程相同，此情况下分配给不同的机台来进行工艺加工会增加机台数量，从而增加成本。目前，为了不增加机台数量，通常会选择如下两种方案：1)在装载腔室进行装载的晶圆类型改变时，对装载腔室的装载参数进行更改，以匹配即将要进行装载的晶圆类型。但是，在每次对装载腔室的装载参数进行更改时，机台都会停机，这样会增加机台停机时间，减少产能。2)为一个机台设置多个装载腔室，每个装载腔室对应一种类型的晶圆，即不同类型的晶圆使用不同的装载腔室来进行装载。但是，这会增加设备复杂度。

发明内容

本申请的目的是提供一种晶圆装载设备及晶圆状态检测方法，可检测装载腔室内晶圆的类型，还可确定不同类型的晶圆的状态，使得装载腔室不再对晶圆的类型有限制要求，则对于工艺加工过程相同但类型不同的晶圆，就可以使用同一装载腔室同时装载，且可以使用同一机台同时加工，从而减少了机台数量，节约了成本，且避免了因装载参数更改产生的减少产能的问题，及因设置多个装载腔室产生的增加设备复杂度的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种晶圆装载设备，包括：

装载腔室，用于通过晶圆盒装载晶圆；

检测装置，用于在所述装载腔室内的所述晶圆盒运动时，检测表征所述晶圆盒中的所述晶圆的类型的参数信息；

控制器，用于根据表征所述晶圆的类型的参数信息，判定所述晶圆的类型；若判定出所述晶圆的类型，则确定所述晶圆在所述晶圆盒内正常放置，状态正常；若判定不出所述晶圆的类型，则确定所述晶圆在所述晶圆盒内异常放置，状态异常。

可选地，所述检测装置包括：

发射器，用于发射具有固定宽度的激光；

接收器，用于接收所述激光；所述发射器和所述接收器相对安装于所述装载腔室上，且所述发射器和所述接收器在所述装载腔室的位置满足，所述晶圆盒在所述装载腔室内升降运动时，所述晶圆盒中的所有所述晶圆均会依次穿过所述激光；

则所述控制器具体用于：以在所述激光无遮挡时，所述接收器上不同激光接收位置接收到的激光强度为基准，根据所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，判定穿过所述激光的所述晶圆的类型。

可选地，所述激光的发射方向与所述装载腔室内的所述晶圆盒的运动方向相垂直。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种晶圆状态检测方法，应用于上述任一种晶圆装载设备；所述晶圆状态检测方法包括：

在装载腔室内的晶圆盒运动时，获取检测装置检测到的表征所述晶圆盒中的晶圆的类型的参数信息；

根据表征所述晶圆的类型的参数信息，判定所述晶圆的类型；

若判定出所述晶圆的类型，则确定所述晶圆在所述晶圆盒内正常放置，状态正常；

若判定不出所述晶圆的类型，则确定所述晶圆在所述晶圆盒内异常放置，状态异常。

可选地，所述检测装置包括：用于发射具有固定宽度的激光的发射器，以及用于接收所述激光的接收器；所述装载腔室内的所述晶圆盒在运动时，所述晶圆盒中的所述晶圆穿过所述激光；

则所述获取检测装置检测到的表征所述晶圆盒中的晶圆的类型的参数信息；根据表征所述晶圆的类型的参数信息，判定所述晶圆的类型，包括：

获取所述接收器上不同激光接收位置接收到的激光强度值；

以在所述激光无遮挡时，所述不同激光接收位置接收到的激光强度为基准，根据所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，判定穿过所述激光的所述晶圆的类型。

可选地，所述根据所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，判定穿过所述激光的所述晶圆的类型，包括：

将所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，与不同晶圆类型各自对应的类型判断条件进行匹配；其中，任一晶圆类型对应的类型判断条件均包括：激光强度值发生变化的激光接收位置的位置范围、激光强度值连续发生变化的时间范围、激光强度范围；

根据所述变化情况与所述类型判断条件的成功匹配结果，确定穿过所述激光的所述晶圆的类型。

可选地，所述将所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，与不同晶圆类型各自对应的类型判断条件进行匹配；根据所述变化情况与所述类型判断条件的成功匹配结果，确定穿过所述激光的所述晶圆的类型，包括：

根据所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，构建所述晶圆盒内各槽位上的晶圆对应的三维模型；所述三维模型由表示所述激光接收位置的位置轴、时间轴、表示激光接收强度的强度轴三个维度的坐标轴组成；

将目标晶圆对应的三维模型在三个所述坐标轴下的坐标范围，与不同晶圆类型各自对应的类型判断条件进行匹配；其中，所述目标晶圆为所述晶圆盒内任一槽位上的晶圆；

根据所述坐标值与所述类型判断条件的成功匹配结果，确定所述目标晶圆的类型。

可选地，所述激光的发射方向与所述晶圆盒内正常放置且无翘曲度的晶圆平行；所述激光的固定宽度小于等于所述晶圆的直径；所述装载腔室内所述晶圆在与所述激光的发射方向相垂直的方向上匀速运动；

在具有第一厚度和第一透明度、且无翘曲度的晶圆穿过所述激光时，所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况为：所述不同激光接收位置的激光强度值均由初始激光强度变为与所述第一透明度对应的第一激光强度，且所述第一激光强度维持第一时间后变回所述初始激光强度；其中，所述第一时间＝所述第一厚度×所述晶圆的运动速度；

在具有第二厚度、第二透明度及第二翘曲度的晶圆穿过所述激光时，所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况为：存在激光强度值由所述初始激光强度变为与所述第二透明度对应的第二激光强度的激光接收位置，且基于所述第二厚度和所述第二翘曲度，激光强度值发生变化的激光接收位置逐渐改变。

可选地，所述若判定不出所述晶圆的类型，则确定所述晶圆在所述晶圆盒内异常放置，状态异常，具体包括：

若所述变化情况未成功与同一晶圆类型对应的所述类型判断条件匹配，则根据所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，确定所述晶圆在所述晶圆盒内的异常放置状态。

可选地，所述根据所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，确定所述晶圆在所述晶圆盒内的异常放置状态，包括：

若所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况为：激光强度发生变化的激光接收位置沿一定倾斜方向改变，则确定穿过所述激光的所述晶圆倾斜放置于所述晶圆盒内。

可选地，所述根据所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，确定所述晶圆在所述晶圆盒内的异常放置状态，包括：

若所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况为：激光强度值连续发生变化的时间大于任一晶圆类型对应的所述类型判断条件所包括的时间范围，则确定穿过所述激光的所述晶圆重叠放置于所述晶圆盒内。

本发明提供了一种晶圆装载设备，装载腔室用于通过晶圆盒装载晶圆；检测装置用于在装载腔室内的晶圆盒运动时，检测表征晶圆盒中的晶圆的类型的参数信息；控制器用于根据表征晶圆的类型的参数信息，判定晶圆的类型；若判定出晶圆的类型，则确定晶圆在晶圆盒内正常放置，状态正常；若判定不出晶圆的类型，则确定晶圆在晶圆盒内异常放置，状态异常。可见，本申请可检测装载腔室内晶圆的类型，还可确定不同类型的晶圆的状态，使得装载腔室不再对晶圆的类型有限制要求，则对于工艺加工过程相同但类型不同的晶圆，就可以使用同一装载腔室同时装载，且可以使用同一机台同时加工，从而减少了机台数量，节约了成本，且避免了因装载参数更改产生的减少产能的问题，及因设置多个装载腔室产生的增加设备复杂度的问题。

本发明还提供了一种晶圆状态检测方法，与上述晶圆装载设备具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种晶圆装载设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种晶圆装载设备的俯视图；

图3为本申请实施例提供的一种晶圆装载设备的A方向侧视图；

图4为本申请实施例提供的一种晶圆装载设备的B方向侧视图；

图5为本申请实施例提供的一种晶圆状态检测方法的流程图；

图6为本申请实施例提供的一种不同类型的晶圆的三维模型的构建示意图；

图7为本申请实施例提供的一种倾斜晶圆的三维模型的构建示意图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种晶圆装载设备及晶圆状态检测方法，可检测装载腔室内晶圆的类型，还可确定不同类型的晶圆的状态，使得装载腔室不再对晶圆的类型有限制要求，则对于工艺加工过程相同但类型不同的晶圆，就可以使用同一装载腔室同时装载，且可以使用同一机台同时加工，从而减少了机台数量，节约了成本，且避免了因装载参数更改产生的减少产能的问题，及因设置多个装载腔室产生的增加设备复杂度的问题。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参照图1，图1为本申请实施例提供的一种晶圆装载设备的结构示意图。

该晶圆装载设备包括：

装载腔室100，用于通过晶圆盒101装载晶圆102；

检测装置200，用于在装载腔室100内的晶圆盒101运动时，检测表征晶圆盒101中的晶圆102的类型的参数信息；

控制器300，用于根据表征晶圆102的类型的参数信息，判定晶圆102的类型；若判定出晶圆102的类型，则确定晶圆102在晶圆盒101内正常放置，状态正常；若判定不出晶圆102的类型，则确定晶圆102在晶圆盒101内异常放置，状态异常。

如图1所示，晶圆装载设备包括：装载腔室100、检测装置200及控制器300。检测装置200通过信号线缆301与控制器300连接，以实现传输信号给控制器300处理。晶圆102放置在晶圆盒101内，晶圆盒101内有多个槽位，每个槽位用于放置一片晶圆。晶圆盒101按照固定位置放入装载腔室100内，在装载腔室100将晶圆盒101送入机台之前，要对晶圆盒101内晶圆102的状态进行检测。

晶圆盒101内不同晶圆的工艺加工过程相同，但晶圆盒101内不同晶圆的类型可能不止一种。在对晶圆盒101内晶圆102的状态进行检测时，晶圆盒101会在装载腔室100内做升降运动。基于此，晶圆102的状态的检测原理为：检测装置200可在装载腔室100内的晶圆盒101运动时，检测表征晶圆盒101中的晶圆102的类型的参数信息，并将检测到的表征晶圆102的类型的参数信息发送至控制器300。控制器300在接收到表征晶圆102的类型的参数信息之后，可根据表征晶圆102的类型的参数信息，判定晶圆102的类型，若判定出晶圆102的类型，则确定晶圆102在晶圆盒101内正常放置，即晶圆102的状态正常；若判定不出晶圆102的类型，则确定晶圆102在晶圆盒101内异常放置，即晶圆102的状态异常。

本申请提供的一种晶圆装载设备，可检测装载腔室内晶圆的类型，还可确定不同类型的晶圆的状态，使得装载腔室不再对晶圆的类型有限制要求，则对于工艺加工过程相同但类型不同的晶圆，就可以使用同一装载腔室同时装载，且可以使用同一机台同时加工，从而减少了机台数量，节约了成本，且避免了因装载参数更改产生的减少产能的问题，及因设置多个装载腔室产生的增加设备复杂度的问题。

请参照图2，图2为本申请实施例提供的一种晶圆装载设备的俯视图。

作为一种可选的实施例，检测装置200包括：

发射器201，用于发射具有固定宽度的激光L；

接收器202，用于接收激光L；发射器201和接收器202相对安装于装载腔室100上，且发射器201和接收器202在装载腔室100的位置满足，晶圆盒101在装载腔室100内升降运动时，晶圆盒101中的所有晶圆均会依次穿过激光L；

则控制器300具体用于：以在激光L无遮挡时，接收器202上不同激光接收位置接收到的激光强度为基准，根据不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，判定穿过激光L的晶圆的类型。

具体应用中，检测装置200包括发射器201和接收器202，发射器201和接收器202相对安装于装载腔室100的固定位置，二者的安装位置需满足于：发射器201通过镜头发射出具有固定宽度的激光L，晶圆盒101在装载腔室100内升降运动时，晶圆盒101内的所有晶圆均会依次穿过激光L；接收器202上的激光接收位置与发射器201的镜头相对安装，接收器202用于接收发射器201发射出的具有固定宽度的激光L。发射器201和接收器202分别通过信号线缆301与控制器300连接，用于将信号实时反馈给控制器300进行处理。

不同的晶圆类型主要是基于晶圆厚度、晶圆翘曲度、晶圆透明度这三个方面进行区分，可以理解的是，晶圆102在穿过激光L时，遮挡激光L的时间可以表征晶圆102的厚度；晶圆102在穿过激光L时，遮挡的激光L对应的接收器202上的激光接收位置可以表征晶圆102的翘曲度；晶圆102在穿过激光L时，接收器202上的激光接收位置接收到的激光强度可以表征晶圆102的透明度。因此，不同类型的晶圆在穿过激光L时，遮挡激光L的时间(不同的晶圆厚度)、遮挡的激光L对应的接收器202上的激光接收位置(不同的晶圆翘曲度)及接收器202上的激光接收位置接收到的激光强度(不同的晶圆透明度)有所不同。基于此，控制器300可根据接收器202上不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，判定穿过激光L的晶圆的类型。具体而言，接收器202将自身不同激光接收位置接收到的激光强度值发送至控制器300。控制器300在获取到接收器202上不同激光接收位置接收到的激光强度值(即上述表征晶圆的类型的参数信息)之后，以在激光L无遮挡时，接收器202上不同激光接收位置接收到的激光强度为基准，根据接收器202上不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，判定穿过激光L的晶圆的类型。

此外，检测装置200可选用CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)图像传感器或激光辨别传感器中的发射器和接收器实现上述相应功能。

作为一种可选的实施例，激光L的发射方向与装载腔室100内的晶圆盒101的运动方向相垂直。

具体应用中，请参照图3和图4(图3和图4中，1021：透明晶圆，1022：翘曲晶圆，1023：标准晶圆，1024：厚片晶圆)，激光L的发射方向与晶圆盒101内正常放置且无翘曲度的晶圆平行，并且，激光L的发射方向与装载腔室100内的晶圆盒101的运动方向相垂直，随着晶圆盒101的运动，晶圆盒101内的所有晶圆均会依次从固定位置的激光L中匀速穿过。

基于上述晶圆装载设备，本申请实施例提供了一种晶圆状态检测方法。请参照图5，图5为本申请实施例提供的一种晶圆状态检测方法的流程图，图5中的方法能够由图1中的控制器执行，如图5所示，该方法包括以下步骤：

步骤S101：在装载腔室内的晶圆盒运动时，获取检测装置检测到的表征晶圆盒中的晶圆的类型的参数信息。

步骤S102：根据表征晶圆的类型的参数信息，判定晶圆的类型。

步骤S103：若判定出晶圆的类型，则确定晶圆在晶圆盒内正常放置，状态正常。

步骤S104：若判定不出晶圆的类型，则确定晶圆在晶圆盒内异常放置，状态异常。

具体应用中，在装载腔室内的晶圆盒运动时，检测装置可检测表征晶圆盒中的晶圆的类型的参数信息，并将检测到的表征晶圆的类型的参数信息发送至控制器。控制器在接收到表征晶圆的类型的参数信息之后，可根据表征晶圆的类型的参数信息，判定晶圆的类型。若判定出晶圆的类型，则确定晶圆在晶圆盒内正常放置，即晶圆的状态正常；若判定不出晶圆的类型，则确定晶圆在晶圆盒内异常放置，即晶圆的状态异常。

本申请提供的一种晶圆状态检测方法，可检测装载腔室内晶圆的类型，还可确定不同类型的晶圆的状态，使得装载腔室不再对晶圆的类型有限制要求，则对于工艺加工过程相同但类型不同的晶圆，就可以使用同一装载腔室同时装载，且可以使用同一机台同时加工，从而减少了机台数量，节约了成本，且避免了因装载参数更改产生的减少产能的问题，及因设置多个装载腔室产生的增加设备复杂度的问题。

作为一种可选的实施例，检测装置包括：用于发射具有固定宽度的激光的发射器，以及用于接收激光的接收器；装载腔室内的晶圆盒在运动时，晶圆盒中的晶圆穿过激光；

则获取检测装置检测到的表征晶圆盒中的晶圆的类型的参数信息；根据表征晶圆的类型的参数信息，判定晶圆的类型，包括：

获取接收器上不同激光接收位置接收到的激光强度值；

以在激光无遮挡时，不同激光接收位置接收到的激光强度为基准，根据不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，判定穿过激光的晶圆的类型。

具体应用中，检测装置包括发射器和接收器，发射器和接收器相对安装于装载腔室的固定位置，二者的安装位置需满足于：发射器通过镜头发射出具有固定宽度的激光，晶圆盒在装载腔室内升降运动时，晶圆盒内的所有晶圆均会依次穿过激光；接收器上的激光接收位置与发射器的镜头相对安装，接收器用于接收发射器发射出的具有固定宽度的激光。发射器和接收器分别通过信号电缆与控制器连接，用于将信号实时反馈给控制器进行处理。

不同的晶圆类型主要是基于晶圆厚度、晶圆翘曲度、晶圆透明度这三个方面进行区分，可以理解的是，晶圆在穿过激光时，遮挡激光的时间可以表征晶圆的厚度；晶圆在穿过激光时，遮挡的激光对应的接收器上的激光接收位置可以表征晶圆的翘曲度；晶圆在穿过激光时，接收器上的激光接收位置接收到的激光强度可以表征晶圆的透明度。因此，不同类型的晶圆在穿过激光时，遮挡激光的时间(不同的晶圆厚度)、遮挡的激光对应的接收器上的激光接收位置(不同的晶圆翘曲度)及接收器上的激光接收位置接收到的激光强度(不同的晶圆透明度)有所不同。基于此，控制器可根据接收器上不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，判定穿过激光的晶圆的类型。具体而言，接收器将自身不同激光接收位置接收到的激光强度值发送至控制器。控制器在获取到接收器上不同激光接收位置接收到的激光强度值(即上述表征晶圆的类型的参数信息)之后，以在激光无遮挡时，接收器上不同激光接收位置接收到的激光强度为基准，根据接收器上不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，判定穿过激光的晶圆的类型。

作为一种可选的实施例，根据不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，判定穿过激光的晶圆的类型，包括：

将不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，与不同晶圆类型各自对应的类型判断条件进行匹配；其中，任一晶圆类型对应的类型判断条件均包括：激光强度值发生变化的激光接收位置的位置范围、激光强度值连续发生变化的时间范围、激光强度范围；

根据变化情况与类型判断条件的成功匹配结果，确定穿过激光的晶圆的类型。

具体应用中，控制器中提前存储有不同晶圆类型各自对应的类型判断条件，任一晶圆类型对应的类型判断条件均表征：此晶圆类型的晶圆穿过激光时，接收器上不同激光接收位置的激光强度值的变化情况。具体而言，任一晶圆类型对应的类型判断条件均包括：激光强度值发生变化的激光接收位置的位置范围(作为晶圆翘曲度的判断条件，设置不同的位置范围，来对应晶圆的不同翘曲类型)、激光强度值连续发生变化的时间范围(作为晶圆厚度的判断条件，设置不同的时间范围，来对应晶圆的不同厚度类型)、激光强度范围(作为晶圆透明度的判断条件，设置不同的强度范围，来对应晶圆的不同透明类型)。

基于此，控制器在获取到接收器上不同激光接收位置接收到的激光强度值之后，以在激光无遮挡时，接收器上不同激光接收位置接收到的激光强度为基准，将接收器上不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，与所存储的不同晶圆类型各自对应的类型判断条件进行匹配，若不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况成功与同一晶圆类型对应的类型判断条件都匹配上，则确定刚穿过激光的晶圆的类型为：匹配上的类型判断条件对应的晶圆类型(晶圆的状态正常)；若不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况未成功与同一晶圆类型对应的类型判断条件匹配上，则无法确定刚穿过激光的晶圆的类型(晶圆的状态异常)。

作为一种可选的实施例，将不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，与不同晶圆类型各自对应的类型判断条件进行匹配；根据变化情况与类型判断条件的成功匹配结果，确定穿过激光的晶圆的类型，包括：

根据不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，构建晶圆盒内各槽位上的晶圆对应的三维模型；三维模型由表示激光接收位置的位置轴、时间轴、表示激光接收强度的强度轴三个维度的坐标轴组成；

将目标晶圆对应的三维模型在三个坐标轴下的坐标范围，与不同晶圆类型各自对应的类型判断条件进行匹配；其中，目标晶圆为晶圆盒内任一槽位上的晶圆；

根据坐标值与类型判断条件的成功匹配结果，确定目标晶圆的类型。

具体应用中，任一晶圆类型对应的类型判断条件均包括：激光强度值发生变化的激光接收位置的位置范围、激光强度值连续发生变化的时间范围、激光强度范围，则可以建立一个以位置轴、时间轴、强度轴三个维度的坐标轴组成的三维坐标系，基于此三维坐标系，便可以建立晶圆对应的三维模型。具体而言，控制器会在激光从开始检测到检测结束的整个扫描范围内，根据接收器上不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，在三维坐标系下构建晶圆盒内各槽位上的晶圆对应的三维模型。

基于此，以晶圆盒内任一槽位上的晶圆(称为目标晶圆)为例，说明晶圆类型判断原理：控制器将目标晶圆对应的三维模型在三维坐标轴下的坐标范围，与不同晶圆类型各自对应的类型判断条件进行匹配，若在三维坐标轴下的坐标范围均成功与同一晶圆类型对应的类型判断条件匹配，则确定目标晶圆的类型为：匹配上的类型判断条件对应的晶圆类型(晶圆的状态正常)；若在三维坐标轴下的坐标范围未成功与同一晶圆类型对应的类型判断条件匹配，则无法确定目标晶圆的类型(晶圆的状态异常)。

作为一种可选的实施例，激光的发射方向与晶圆盒内正常放置且无翘曲度的晶圆平行；激光的固定宽度小于等于晶圆的直径；装载腔室内晶圆在与激光的发射方向相垂直的方向上匀速运动；

在具有第一厚度和第一透明度、且无翘曲度的晶圆穿过激光时，不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况为：不同激光接收位置的激光强度值均由初始激光强度变为与第一透明度对应的第一激光强度，且第一激光强度维持第一时间后变回初始激光强度；其中，第一时间＝第一厚度×晶圆的运动速度；

在具有第二厚度、第二透明度及第二翘曲度的晶圆穿过激光时，不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况为：存在激光强度值由初始激光强度变为与第二透明度对应的第二激光强度的激光接收位置，且基于第二厚度和第二翘曲度，激光强度值发生变化的激光接收位置逐渐改变。

具体应用中，激光的固定宽度小于等于晶圆盒内的晶圆的直径，激光的发射方向与晶圆盒内正常放置且无翘曲度的晶圆平行，并且，激光的发射方向与装载腔室内的晶圆盒的运动方向相垂直，随着晶圆盒的运动，晶圆盒内的所有晶圆均会依次从固定位置的激光中匀速穿过(具体是：激光在水平方向上发射，装载腔室内的晶圆盒由上向下匀速运动)。

基于此，给出一种晶圆三维模型的构建实例。假如晶圆盒内包含4个槽位，4个槽位依次放置有厚片晶圆、标准晶圆、向下翘曲晶圆、透明晶圆(厚片晶圆、标准晶圆、透明晶圆均无翘曲度)，则此晶圆盒内放置的晶圆对应的三维模型的构建原理为：

请参照图6，由于晶圆盒内相邻的槽位的间距相同，且晶圆盒在装载腔室内进行匀速运动，所以晶圆盒内的每一个槽位可以利用固定的时间范围进行表达，图6中的a1、a2、a3、a4(a1＝a2＝a3＝a4)就是晶圆盒内的各槽位对应的时间范围。控制器将晶圆盒的槽位与时间范围按照顺序一一对应，晶圆盒的槽位内放置的晶圆按照以下过程构建三维模型(图6中，c为激光的位置宽度，b为当没有晶圆穿过激光时，接收器上激光接收位置接收到的激光强度)：

厚片晶圆模型的构建：当厚片晶圆匀速穿过激光时，由于厚片晶圆遮挡住激光，导致激光无法进入到接收器，接收器上激光接收位置接收到的激光强度值由b变为h1。由于厚片晶圆没有翘曲度，当厚片晶圆在穿过激光时，厚片晶圆会将激光的全部宽度范围全部同时遮挡。在相同的时间刻度上，位置轴上激光的宽度范围内的每个激光接收位置的激光强度值均相同。随着晶圆盒的匀速移动，厚片晶圆会继续遮挡激光。当厚片晶圆穿过激光后，接收器上激光接收位置接收到的激光强度值会由h1变回到b。激光强度为h1时，在时间轴上经过的时间t1就为厚片晶圆经过激光的时间。图6中d为厚片晶圆经过激光时，控制器通过计算构建出来的三维模型。

标准晶圆模型的构建：当标准晶圆匀速穿过激光时，由于标准晶圆遮挡住激光，导致激光无法进入到接收器，接收器上激光接收位置接收到的激光强度值由b变为h2。由于标准晶圆没有翘曲度，当标准晶圆在穿过激光时，标准晶圆会将激光的全部宽度范围全部同时遮挡。在相同的时间刻度上，位置轴上激光的宽度范围内的每个激光接收位置的激光强度值均相同。随着晶圆盒的匀速移动，标准晶圆会继续遮挡激光。当标准晶圆穿过激光后，接收器上激光接收位置接收到的激光强度值会由h2变回到b。激光强度为h2时，在时间轴上经过的时间t2就为标准晶圆经过激光的时间。图6中e为标准晶圆经过激光时，控制器通过计算构建出来的三维模型。

向下翘曲晶圆模型的构建：当向下翘曲的晶圆匀速穿过激光时，由于向下翘曲的晶圆不平行于激光，当向下翘曲的晶圆由上向下匀速穿过激光时，晶圆的两边向下翘曲的部分会先遮挡住激光的两侧位置，此时接收器针对激光的两侧位置，激光接收位置接收到的激光强度值由b变为h3，而接收器针对没有被遮挡住的激光位置，激光接收位置接收到的激光强度仍然为b。随着向下翘曲的晶圆的运动，晶圆会从遮挡激光的两侧位置逐渐变为遮挡激光的中心位置，在这个过程中，接收器上接收的激光强度值变化的激光接收位置也逐渐发生改变。当向下翘曲的晶圆最终完全穿过激光后，接收器接收的激光的所有激光接收位置的激光强度都恢复到b。这样随时间的变化，不同激光接收位置的强度形成了一个和晶圆翘曲度一致的圆弧曲线。这个圆弧曲线在时间轴上经过的时间为t3。图6中f为向下翘曲晶圆经过激光时，控制器通过计算构建出来的三维模型。

透明晶圆模型的构建：当透明晶圆匀速穿过激光时，由于透明晶圆无法完全遮挡住激光，导致仍然有大量的激光能够被接收器接收，这样在强度轴上的强度就会比不透明的晶圆的强度轴上的强度要强很多。透明晶圆经过激光时接收器上激光接收位置接收到的激光强度值由b变为h4。由于透明晶圆没有翘曲度，当透明晶圆在穿过激光时，透明晶圆会将激光的全部宽度范围全部同时遮挡。在相同的时间刻度上，位置轴上激光的宽度范围内的每个激光接收位置的激光强度值均相同。随着晶圆盒的匀速移动，透明晶圆会继续遮挡激光。当透明晶圆穿过激光后，接收器上激光接收位置接收到的激光强度值会由h4变回到b。激光强度为h4时，在时间轴上经过的时间t4就为透明晶圆经过激光的时间。图6中g为透明晶圆经过激光时，控制器通过计算构建出来的三维模型。

需要说明的是，与上述实施例的晶圆在厚度、透明度、翘曲度上有区别的其它类型的晶圆，构建晶圆三维模型的原理与上述实施例的晶圆类似，本申请在此不再一一叙述。

作为一种可选的实施例，若判定不出所述晶圆的类型，则确定所述晶圆在所述晶圆盒内异常放置，状态异常，具体包括：

若变化情况未成功与同一晶圆类型对应的类型判断条件匹配，则根据不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，确定晶圆在晶圆盒内的异常放置状态。

具体应用中，控制器在接收器上的不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，未成功与同一晶圆类型对应的类型判断条件匹配时，无法确定穿过激光的晶圆的类型(晶圆的状态异常)，此时可根据接收器上不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，确定晶圆在晶圆盒内具体的异常放置状态。

作为一种可选的实施例，根据不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，确定晶圆在晶圆盒内的异常放置状态，包括：

若不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况为：激光强度发生变化的激光接收位置沿一定倾斜方向改变，则确定穿过激光的晶圆倾斜放置于晶圆盒内。

具体应用中，晶圆在晶圆盒内的异常放置状态包括：晶圆倾斜放置于晶圆盒内，此类晶圆称为倾斜晶圆。倾斜晶圆的判断条件为：若晶圆穿过激光时，接收器上激光强度发生变化的激光接收位置沿一定倾斜方向改变，则此晶圆属于倾斜晶圆。

基于此，控制器在接收器上的不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，未成功与同一晶圆类型对应的类型判断条件匹配时，若接收器上激光强度发生变化的激光接收位置沿一定倾斜方向改变，则确定刚穿过激光的晶圆倾斜放置于晶圆盒内。

具体而言，在晶圆三维模型下，倾斜晶圆可通过时间轴和位置轴进行判断。请参照图7，当倾斜晶圆匀速穿过激光时，由于倾斜晶圆不平行于激光，当倾斜晶圆由上向下匀速穿过激光时，倾斜晶圆向下倾斜的一侧会先遮挡住激光，此时接收器针对被遮挡住的激光位置，激光接收位置接收到的激光强度值由b变为h3，而接收器针对没有被遮挡住的激光位置，激光接收位置接收到的激光强度仍然为b。随着倾斜晶圆的运动，倾斜晶圆遮挡激光的位置会从向下倾斜的一侧逐渐移动到倾斜晶圆的另外一侧，在这个过程中，接收器上接收的激光强度值变化的激光接收位置也逐渐发生改变。当倾斜晶圆最终完全穿过激光后，接收器接收的激光的所有激光接收位置的激光强度都恢复到b。这样随时间的变化，不同激光接收位置的强度形成了一个和倾斜晶圆的倾斜方向一致的模型。这个倾斜的模型在时间轴上经过的时间为a5范围的全部时间。图7中k为倾斜晶圆经过激光时，控制器通过计算构建出来的三维模型。

作为一种可选的实施例，根据不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，确定晶圆在晶圆盒内的异常放置状态，包括：

若不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况为：激光强度值连续发生变化的时间大于任一晶圆类型对应的类型判断条件所包括的时间范围，则确定穿过激光的晶圆重叠放置于晶圆盒内。

具体应用中，晶圆在晶圆盒内的异常放置状态还包括：晶圆重叠放置于晶圆盒内(即不止一片晶圆放在同一个槽位内)，此类晶圆称为重叠放置的晶圆。重叠放置的晶圆的判断条件为(通过时间轴进行判断)：若晶圆穿过激光时，接收器上不同激光接收位置接收到的激光强度值连续发生变化的时间大于任一晶圆类型对应的类型判断条件所包括的时间范围，则此晶圆属于重叠放置的晶圆。

基于此，控制器在接收器上的不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，未成功与同一晶圆类型对应的类型判断条件匹配时，若接收器上不同激光接收位置接收到的激光强度值连续发生变化的时间大于任一晶圆类型对应的类型判断条件所包括的时间范围，则确定刚穿过激光的晶圆重叠放置于晶圆盒内。

综上，本申请的晶圆状态检测方法解决了现有技术中由于装载腔室无法对不同类型的晶圆在同一个装载腔室中同时进行检测，而导致当有不同类型晶圆需要进行同一种工艺加工时造成的机台成本增加、产能减少和设备复杂度增加的问题。

本领域普通技术人员可知，随着技术的发展和新场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，这仅仅是描述本申请的实施例中对相同属性的对象在描述时所采用的区分方式。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，以便包含一系列单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它单元。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种晶圆装载设备，其特征在于，包括：

装载腔室，用于通过晶圆盒装载晶圆；

检测装置，用于在所述装载腔室内的所述晶圆盒运动时，检测表征所述晶圆盒中的所述晶圆的类型的参数信息；

控制器，用于根据表征所述晶圆的类型的参数信息，判定所述晶圆的类型；若判定出所述晶圆的类型，则确定所述晶圆在所述晶圆盒内正常放置，状态正常；若判定不出所述晶圆的类型，则确定所述晶圆在所述晶圆盒内异常放置，状态异常。

2.如权利要求1所述的晶圆装载设备，其特征在于，所述检测装置包括：

发射器，用于发射具有固定宽度的激光；

接收器，用于接收所述激光；所述发射器和所述接收器相对安装于所述装载腔室上，且所述发射器和所述接收器在所述装载腔室的位置满足，所述晶圆盒在所述装载腔室内升降运动时，所述晶圆盒中的所有所述晶圆均会依次穿过所述激光；

则所述控制器具体用于：以在所述激光无遮挡时，所述接收器上不同激光接收位置接收到的激光强度为基准，根据所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，判定穿过所述激光的所述晶圆的类型。

3.如权利要求2所述的晶圆装载设备，其特征在于，所述激光的发射方向与所述装载腔室内的所述晶圆盒的运动方向相垂直。

4.一种晶圆状态检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1-3任一项所述的晶圆装载设备；所述晶圆状态检测方法包括：

在装载腔室内的晶圆盒运动时，获取检测装置检测到的表征所述晶圆盒中的晶圆的类型的参数信息；

根据表征所述晶圆的类型的参数信息，判定所述晶圆的类型；

若判定出所述晶圆的类型，则确定所述晶圆在所述晶圆盒内正常放置，状态正常；

若判定不出所述晶圆的类型，则确定所述晶圆在所述晶圆盒内异常放置，状态异常。

5.如权利要求4所述的晶圆状态检测方法，其特征在于，所述检测装置包括：用于发射具有固定宽度的激光的发射器，以及用于接收所述激光的接收器；所述装载腔室内的所述晶圆盒在运动时，所述晶圆盒中的所述晶圆穿过所述激光；

则所述获取检测装置检测到的表征所述晶圆盒中的晶圆的类型的参数信息；根据表征所述晶圆的类型的参数信息，判定所述晶圆的类型，包括：

获取所述接收器上不同激光接收位置接收到的激光强度值；

以在所述激光无遮挡时，所述不同激光接收位置接收到的激光强度为基准，根据所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，判定穿过所述激光的所述晶圆的类型。

6.如权利要求5所述的晶圆状态检测方法，其特征在于，所述根据所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，判定穿过所述激光的所述晶圆的类型，包括：

将所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，与不同晶圆类型各自对应的类型判断条件进行匹配；其中，任一晶圆类型对应的类型判断条件均包括：激光强度值发生变化的激光接收位置的位置范围、激光强度值连续发生变化的时间范围、激光强度范围；

根据所述变化情况与所述类型判断条件的成功匹配结果，确定穿过所述激光的所述晶圆的类型。

7.如权利要求6所述的晶圆状态检测方法，其特征在于，所述将所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，与不同晶圆类型各自对应的类型判断条件进行匹配；根据所述变化情况与所述类型判断条件的成功匹配结果，确定穿过所述激光的所述晶圆的类型，包括：

根据所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，构建所述晶圆盒内各槽位上的晶圆对应的三维模型；所述三维模型由表示所述激光接收位置的位置轴、时间轴、表示激光接收强度的强度轴三个维度的坐标轴组成；

将目标晶圆对应的三维模型在三个所述坐标轴下的坐标范围，与不同晶圆类型各自对应的类型判断条件进行匹配；其中，所述目标晶圆为所述晶圆盒内任一槽位上的晶圆；

根据所述坐标值与所述类型判断条件的成功匹配结果，确定所述目标晶圆的类型。

8.如权利要求6所述的晶圆状态检测方法，其特征在于，所述激光的发射方向与所述晶圆盒内正常放置且无翘曲度的晶圆平行；所述激光的固定宽度小于等于所述晶圆的直径；所述装载腔室内所述晶圆在与所述激光的发射方向相垂直的方向上匀速运动；

在具有第一厚度和第一透明度、且无翘曲度的晶圆穿过所述激光时，所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况为：所述不同激光接收位置的激光强度值均由初始激光强度变为与所述第一透明度对应的第一激光强度，且所述第一激光强度维持第一时间后变回所述初始激光强度；其中，所述第一时间＝所述第一厚度×所述晶圆的运动速度；

在具有第二厚度、第二透明度及第二翘曲度的晶圆穿过所述激光时，所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况为：存在激光强度值由所述初始激光强度变为与所述第二透明度对应的第二激光强度的激光接收位置，且基于所述第二厚度和所述第二翘曲度，激光强度值发生变化的激光接收位置逐渐改变。

9.如权利要求6所述的晶圆状态检测方法，其特征在于，所述若判定不出所述晶圆的类型，则确定所述晶圆在所述晶圆盒内异常放置，状态异常，具体包括：

若所述变化情况未成功与同一晶圆类型对应的所述类型判断条件匹配，则根据所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，确定所述晶圆在所述晶圆盒内的异常放置状态。

10.如权利要求9所述的晶圆状态检测方法，其特征在于，所述根据所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，确定所述晶圆在所述晶圆盒内的异常放置状态，包括：

若所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况为：激光强度发生变化的激光接收位置沿一定倾斜方向改变，则确定穿过所述激光的所述晶圆倾斜放置于所述晶圆盒内。

11.如权利要求9所述的晶圆状态检测方法，其特征在于，所述根据所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况，确定所述晶圆在所述晶圆盒内的异常放置状态，包括：

若所述不同激光接收位置接收到的激光强度值的变化情况为：激光强度值连续发生变化的时间大于任一晶圆类型对应的所述类型判断条件所包括的时间范围，则确定穿过所述激光的所述晶圆重叠放置于所述晶圆盒内。

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