CN116190278B - 晶圆检测机构及晶圆装载装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶圆检测机构及晶圆装载装置，所述晶圆检测机构用于检测晶圆盒内的晶圆，所述晶圆检测机构包括检测组件，所述检测组件包括第一对射传感器组和第二对射传感器，所述第一对射传感器组用于检测晶圆单片、晶圆左右倾斜和缺片的情况，所述第二对射传感器与第一对射传感器组配合检测晶圆叠片、凸出晶圆盒和晶圆前后倾斜的情况；还包括升降组件，所述检测组件设置在所述升降组件上，且所述升降组件带动所述检测组件上下升降；本方案中的晶圆检测机构，通过两组对射传感器在升降组件的带动下从下而上对晶圆盒内的晶圆进行扫描，检测晶圆盒内的晶圆是否存在叠片、倾斜、缺片以及凸出晶圆盒的情况。

Description

晶圆检测机构及晶圆装载装置

技术领域

本发明涉及半导体设备技术领域，具体涉及一种晶圆检测机构及晶圆装载装置。

背景技术

晶圆在生产过程中，一般都存放在晶圆盒内，晶圆盒由支撑框架和盒罩组成，在晶圆盒的支撑框架上从下而上依次设置有多个用于卡接晶圆的晶槽，晶圆通过边缘部位卡在晶槽内，从而依次从下而上堆叠在支撑框架上，然后再将盒罩盖上进行密封；在存放晶圆时，使用自动化晶圆夹取装置进行夹放，再此过程中，一旦晶圆盒内的晶圆出现晶圆叠片、晶圆倾斜、晶圆缺片以及晶圆凸出支撑框架的情况，都会存在晶圆损坏的风险。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种晶圆检测机构及晶圆装载装置，从而有效地解决上述技术问题。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种晶圆检测机构，所述晶圆检测机构用于检测晶圆盒内的晶圆，所述晶圆检测机构包括：

检测组件，

所述检测组件包括第一对射传感器和第二对射传感器；

所述第一对射传感器用于检测晶圆的第一状态，所述第一状态包括单片、左右斜片和缺片情况；

所述第一对射传感器包括两对传感器，分别为中间对射传感器和侧边对射传感器，其中：

所述中间对射传感器检测光束的扫描路径位于所述晶圆盒内晶圆的中间部位；

所述侧边对射传感器检测光束的扫描路径位于晶圆边缘插入晶圆盒上晶槽的部位；

所述第二对射传感器和第一对射传感器用于检测晶圆的第二状态，所述第二状态包括叠片、前后斜片和凸出晶圆盒的情况；

所述第二对射传感器检测光束的扫描路径位于晶圆盒的开口位置；

升降组件，

所述检测组件设置在所述升降组件上，且所述升降组件带动所述检测组件上下升降并对晶圆盒内的晶圆从下而上进行扫描检测。

所述中间传感器的检测光束扫描起点位置和所述侧边对射传感器的检测光束扫描起点位置在同一水平线上。

本方案设计的一种晶圆检测机构，通过两组对射传感器在升降组件的带动下从下而上对晶圆盒内的晶圆进行扫描，检测晶圆盒内的晶圆是否存在叠片、倾斜以及缺片的情况。

存放晶圆的晶圆盒中有晶槽，晶槽包括槽体和槽隙，一个槽体与其上方的一个槽隙组成一个晶槽，晶圆置于槽隙中，放置在槽体上表面。理想状态下，每个槽隙中水平放置一片晶圆且该晶圆位于固定的放置范围内，即不脱离晶圆盒的标准放置位置。而实际使用过程中，往往会出现晶圆非正常放置的情况：（1）槽隙中没有放置晶圆，即缺片状态；（2）一个槽隙内放置有两片晶圆，即叠片状态；（3）一个槽隙中水平放置一片晶圆，但该晶圆脱离了标准放置位置，往晶圆盒外凸出，即为凸出晶圆盒状态；（4）把晶圆出口方向定义为前方方向，相对于晶圆出口方向的晶圆盒的另一侧为后方方向。槽隙中放置有一片晶圆，但该晶圆从晶圆盒出口方向朝晶圆盒后方方向倾斜，且该晶圆的放置位置脱离了标准放置位置而往晶圆盒外凸出，即为晶圆前后倾斜状态；（5）晶圆的一侧位于槽隙中，另一侧位于相邻的另一槽隙中，占用两个槽隙，即晶圆相对于出口方向，处于左右倾斜状态。

中间对射传感器、侧边对射传感器和第二对射传感器配合工作，检测晶圆盒内的晶圆是否存在叠片、斜片和凸出晶圆盒的情况，具体原理为：

理论上，存放晶圆的晶圆盒属于标准件，晶圆盒上从下而上依次开设的多个晶槽的槽体的厚度和槽隙的间隙高度都是标准的，当侧边对射传感器的检测光束从下而上进行扫描时，在扫描的过程中，侧边对射传感器的检测光束会规律地被槽体遮挡，通过对输出的遮挡信号判别后，可以确定位于最底部的晶槽的下边缘位置，并将其视为基准位，然后通过此基准位、槽体的标准厚度和槽隙的标准间隙高度，可计算出剩余所有槽体的下边缘位置的值，此计算结果为理论数值。

通过上述侧边对射传感器的依次扫描，可得出每个晶槽的结果为实际测量结果，每个晶槽的理论数值与实际测量结果之间的差值为该晶槽的总误差值，总误差值包括加工误差、使用磨损、使用形变和检测误差等之和。

如果晶圆正常放置于晶槽内，理论上，晶圆的厚度是确定值，中间对射传感器检测到的晶圆的下表面位置的值等于该晶圆所放置的晶体的下边缘位置的值加上该晶体的高度，晶圆的上表面位置的值等于该晶圆所放置的晶体的下边缘位置的值、该晶体的高度和晶圆标准厚度之和，且晶圆的上表面位置的值与晶圆的下表面位置的值之差等于晶圆的厚度。但考虑晶圆本身的误差（加工误差、磨损或翘曲等）、晶圆盒本身的误差（加工误差、使用磨损等），被检测到的晶圆的下表面的值等于实际检测到的该晶圆所放置的晶体的下边缘位置的值、该晶体的理论高度及其误差之和，被检测到的晶圆的上表面减去被检测到的晶圆的下表面的值为晶圆实际厚度。

当被检测晶圆处于叠片、斜片时，被检测到的晶圆的上表面位置偏离了理论上表面位置，因此，可通过晶圆上表面位置的值来判断晶圆的状态。

当检测机构开始工作时，中间对射传感器的检测光束扫描起点位置和侧边对射传感器的检测光束扫描起点位置在同一水平线上，而中间对射传感器的扫描部位更为精确，所以通过中间对射传感器进行检测，侧边对射传感器用于确认基准位和晶槽的下边缘位置，第二对射传感器确定晶圆是否凸出晶圆盒。。

如果晶圆盒内的晶圆出现斜片的情况，倾斜的晶圆遮挡中间对射传感器的检测光束的位置位于正常情况下的上方，并且可能更接近上槽位的位置，通过此现象，可以判断晶圆为左右斜片的情况。

如果晶圆盒内的晶圆出现叠片的情况，中间对射传感器的检测光束的遮挡位置应与正常情况下相同，但是由于两片晶圆叠在一起，所以检测光束检测到晶圆的上表面的位置向上偏离正常晶圆放置位置的2个晶圆厚度左右，且第二对射传感器未检测到遮挡信号，通过此现象，可以判断晶圆叠片的情况。

如果晶圆盒内的晶圆出现前后斜片，中间对射传感器的检测光束检测到晶圆的上表面的位置偏离正常晶圆放置的1个晶圆厚度以上，且第二对射传感器检测到遮挡信号，通过此现象，可以判断晶圆为前后斜片的情况。

如果晶圆盒内的晶圆出现缺片的情况，中间对射传感器的检测光束出现在某一部位未被遮挡的情况，通过此现象，可以判断缺片。

由上述内容可知，本方案设计的一种晶圆检测机构，通过中间对射传感器、侧边对射传感器和第二对射传感器配合工作，检测晶圆盒内的晶圆是否存在叠片、斜片和凸出晶圆盒的情况。

进一步地，所述第二对射传感器检测光束的扫描路径位于晶圆盒的开口位置；当晶圆正常放置于晶槽内时，由于第二对射传感器检测光束的扫描路径位于晶圆盒的开口位置，所以检测光束不会被遮挡；如果晶圆出现凸出晶圆盒的情况，则检测光束在从下而上扫描时会被检测光束遮挡。

进一步地，所述升降组件包括升降框架，所述升降框架为矩形闭环框架结构，晶圆盒内的晶圆位于所述升降框架的框内，且所述升降框架带动晶圆盒体的盒罩同步升降；当设备在运行时，升降框架从底部开始上升，穿过晶圆盒，位于升降框架上的检测传感器可以从下而上对晶圆盒内的晶圆进行扫描检测。

进一步地，所述升降框架包括外框和内框，所述外框和所述内框连接且所述外框高于所述内框设置，所述内框垫设在晶圆盒体的盒罩底部，当升降框架上升时，会带着晶圆盒的盒罩同步上升，晶圆盒的盒罩打开，升降框架上的传感器才能对晶圆盒内的晶圆进行检测，将升降框架设置成带有高度差的内框外框结构，当晶圆盒的盒罩放在升降框架上时，内框和外框连接处的台阶可以对盒罩起到限位作用，避免盒罩从升降框架上脱离；所述升降框架连接升降驱动组件，升降驱动组件可使用滚珠丝杠电机模组也可以使用同步皮带与驱动电机配合的结构，通过升降驱动组件带动升降框架进行升降。

一种晶圆装载装置，包括装置本体，所述装置本体包括：

安装座，晶圆盒体以及盒内的晶圆放置在所述安装座上；

上述的晶圆检测机构；

安装底板，所述安装座和所述晶圆检测机构都设置在所述安装底板上。

上述方案中的晶圆检测机构设置在晶圆装载装置，在工作时，先将装有晶圆的晶圆盒放置在晶圆装载装置的安装座上，然后晶圆检测机构中的升降框架带着晶圆盒的盒罩上升，与此同时，升降框架上的传感器也从下而上对晶圆盒内的晶圆进行扫描检测。

进一步地，所述装置本体还包括三个堆叠设置的光纤放大器，三个光纤放大器分别对应所述晶圆检测机构中的三个对射传感器，且在三个堆叠的光纤放大器背面设置有显示屏；3个光纤放大器叠在一起，3个光纤放大器对应3组对射传感器。放大器上有信号显示，显示界面朝外，工作人员可以直观的查看信号数值；3个光纤放大器可以单独设置光纤信号的触发阈值（灵敏度），可以在必要情况下对应不同尺寸厚度的SMIF POD和晶圆（薄片等）。

进一步地，所述安装座上设置有凸出安装座表面的晶圆盒锁舌；当晶圆盒放置在安装座上时，安装座上凸出的晶圆盒锁舌旋转，对晶圆盒进行锁紧，晶圆盒锁舌连接的驱动结构属于公开的技术，因此，不做赘述。

进一步地，所述装置本体还包括晶圆复位机构，所述晶圆复位机构与所述晶圆盒内的晶圆对应设置；当传感器检测到晶圆盒中有往外移凸出晶圆盒的晶圆，此时晶圆复位机构可以拨动晶圆，使晶圆复位至晶圆盒内。

进一步地，所述装置本体还包括盒罩锁紧机构，所述盒罩锁紧机构包括第一锁紧组件和第二锁紧组件，且所述第一锁紧组件和所述第二锁紧组件同步夹紧盒罩的两端；当晶圆盒放置在安装座上时，第一锁紧组件和第二锁紧组件分别从盒罩的两侧对盒罩进行锁紧，保证升降框架在上升时可以带着盒罩同步进行升降。

进一步地，所述第一锁紧组件和所述第二锁紧组件结构相同，都包括活动块和锁片，所述锁片设置在所述活动块，两个锁紧组件上的所述锁片分别在活动块的带动下夹紧盒罩的两端，同时两个活动块之间可以通过一根钢丝绳连接，这样只需要将其中一个活动块连接驱动电机即可实现两者的同步活动；同时两个活动块也可以各自连接驱动电机进行驱动。

进一步地，所述活动块上设置有遮光片，所述外框上设置有与所述遮光片对应设置的光电传感器；当活动块上的遮光片遮挡光电传感器，则说明活动块带着锁片移动到位，锁紧机构已经将盒罩锁紧。

进一步地，所述安装底板上开设有晶圆传送口，所述晶圆传送口设置有开口挡板，且所述开口挡板设置在所述升降组件上并与所述升降组件同步升降；晶圆盒通过外部的传输设备从安装底板上开设的晶圆传送口进入装置的安装底座上，然后在检测时，晶圆传送口可以通过开口挡板进行遮挡，当检测完成后，再打开开口挡板，方便晶圆盒进行传送。

附图说明

图1为本发明的检测机构工作原理图。

图2为本发明晶圆盒、晶槽、晶圆以及检测机构结构图。

图3为本发明晶圆正常放置下检测原理图。

图4为本发明晶圆斜片时检测原理图。

图5为本发明晶圆叠片时检测原理图。

图6为本发明晶圆缺片时检测原理图。

图7为本发明检测机构计算原理示意图1。

图8为本发明检测机构计算原理示意图2。

图9为本发明晶圆装载装置示意图。

图10为本发明晶圆装载装置放置晶圆盒结构示意图。

图11为本发明升降框架结构示意图。

图12为本发明图11局部放大图。

图13为本发明盒罩夹紧机构示意图。

图14为本发明图13局部放大图。

图中：

1、第一对射传感器；2、第二对射传感器；3、升降框架；4、安装座；5、安装底板；6、光纤放大器；7、显示屏；8、锁舌；9、遮光片；10、光电传感器；11、晶圆传送口；12、开口挡板；13、晶圆复位机构；14、锁片；15、活动块；

1.1、中间对射传感器；1.2、侧边对射传感器；

3.1、外框；3.2、内框；

100、晶圆盒；200、晶圆；300、晶槽；

300A、槽体；300B、槽隙。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1-图14。须知，在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以是机械连接，也可以是电连接，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。

实施例一：

参见附图1-图2所示，一种晶圆检测机构，所述晶圆检测机构用于检测晶圆盒100内的晶圆200，所述晶圆检测机构包括检测组件，所述检测组件包括第一对射传感器1和第二对射传感器2，其中：

所述第一对射传感器1和所述第二对射传感器2相互配合，用于检测晶圆单片、叠片、倾斜、凸出晶圆盒以及缺片的情况，所述第一对射传感器1包括两组传感器，分别为中间对射传感器1.1和侧边对射传感器1.2；

如图1所示，中间对射传感器1.1的检测光束在图1上标记为a，侧边对射传感器1.2的检测光束在图1上标记为b。

所述中间对射传感器1.1检测光束的扫描路径位于所述晶圆盒100内晶圆200的中间部位；

所述侧边对射传感器1.2检测光束的扫描路径位于晶圆边缘插入晶圆盒100上晶槽300的部位；

所述中间对射传感的检测光束扫描起点位置和所述侧边对射传感器1.2的检测光束扫描起点位置在同一水平线上；

第二对射传感器2的检测光束在图1上标记为c，所述第二对射传感器2检测光束的扫描路径位于晶圆盒100的开口位置。

在另一实施例中，中间对射传感器1.1的检测光束位于对称中心位置，中间对射传感器1.1的检测光束与侧边对射传感器1.2的检测光束平行。第二对射传感器2的检测光束与中间对射传感器1.1的检测光束垂直。

其中，所示第一对射传感器主要检查晶圆第一状态，所述第一状态包括单片、左右斜片和缺片情况，所述第二对射传感器和第一对射传感器用于检测晶圆的第二状态，所述第二状态包括叠片、前后斜片和凸出晶圆盒的情况。

如图7所示，晶圆盒100中有晶槽300，晶槽300包括槽体300A和槽隙300B，一个槽体300A与其上方的一个槽隙300B组成一个晶槽300，晶圆置于槽隙300B中，放置在槽体300A上表面。理想状态下，每个槽隙300B中水平放置一片晶圆且该晶圆位于固定的放置范围内，即不脱离晶圆盒的标准放置位置。而实际使用过程中，往往会出现晶圆非正常放置的情况：（1）槽隙300B中没有放置晶圆，即缺片状态；（2）一个槽隙300B内放置有两片晶圆，即叠片状态；（3）一个槽隙300B中水平放置一片晶圆，但该晶圆脱离了晶圆盒外的位置，往晶圆盒外凸出，即为凸出晶圆盒状态；（4）把晶圆出口方向定义为前方方向，相对于晶圆出口方向的晶圆盒的另一侧为后方方向。槽隙300B中放置有一片晶圆，但该晶圆从晶圆盒出口方向朝晶圆盒后方方向倾斜，且该晶圆的放置位置脱离了标准放置位置往晶圆盒外凸出，即为晶圆前后倾斜状态；（5）晶圆的一侧位于槽隙300B中，另一侧位于相邻的另一槽隙300B中，占用两个槽隙，即晶圆相对于出口方向，处于左右倾斜状态。

中间对射传感器1.1、侧边对射传感器1.2和第二对射传感器配合工作，检测晶圆盒100内的晶圆200是否存在叠片、斜片和凸出晶圆盒的情况，具体原理为：

理论上，存放晶圆的晶圆盒100属于标准件，晶圆盒100上从下而上依次开设的多个晶槽300的槽体300A的厚度和槽隙300B的间隙高度都是标准的，当侧边对射传感器1.2的检测光束从下而上进行扫描时，在扫描的过程中，侧边对射传感器1.2的检测光束会规律地被槽体300A遮挡，通过对输出的遮挡信号判别后，可以确定位于最底部的晶槽300的下边缘位置，并将其视为基准位，然后通过此基准位、槽体300A的标准厚度和槽隙300B的标准间隙高度，可计算出剩余所有槽体300A的下边缘位置的值，此计算结果为理论数值。

通过上述侧边对射传感器1.2的依次扫描，可得出每个晶槽300的结果为实际测量结果，每个晶槽300的理论数值与实际测量结果之间的差值为该晶槽300的总误差值，总误差值包括加工误差、使用磨损、使用形变和检测误差等之和。

如图3所示，如果晶圆200正常放置于晶槽300内，理论上，晶圆200的厚度是确定值，中间对射传感器1.1检测到的晶圆200的下表面位置的值等于该晶圆200所放置的晶体300A的下边缘位置的值加上该晶体300A的高度，晶圆200的上表面位置的值等于该晶圆200所放置的晶体300A的下边缘位置的值、该晶体300A的高度和晶圆200标准厚度之和，且晶圆200的上表面位置的值与晶圆200的下表面位置的值之差等于晶圆200的厚度。但考虑晶圆200本身的误差（加工误差、磨损或翘曲等）、晶圆盒100本身的误差（加工误差、使用磨损等），被检测到的晶圆200的下表面的值等于实际检测到的该晶圆所放置的晶体300A的下边缘位置的值、该晶体300A的理论高度及其误差之和，被检测到的晶圆的上表面减去被检测到的晶圆200的下表面的值为晶圆实际厚度。

当被检测晶圆处于叠片、斜片时，被检测到的晶圆的上表面位置偏离了理论上表面位置，因此，可通过晶圆上表面位置的值来判断晶圆的状态。

当检测机构开始工作时，中间对射传感器1.1的检测光束扫描起点位置和侧边对射传感器1.2的检测光束扫描起点位置在同一水平线上，而中间对射传感器1.1的扫描部位更为精确，所以通过中间对射传感器1.1进行检测，侧边对射传感器1.2用于确认基准位和晶槽300A的下边缘位置，第二对射传感器确定晶圆200是否凸出晶圆盒。。

如图4所示，如果晶圆盒100内的晶圆200出现斜片的情况，倾斜的晶圆200遮挡中间对射传感器1.1的检测光束的位置位于正常情况下的上方，并且可能更接近上槽位的位置，通过此现象，可以判断晶圆为左右斜片的情况。

如图5所示，如果晶圆盒100内的晶圆200出现叠片的情况，中间对射传感器1.1的检测光束的遮挡位置应与正常情况下相同，但是由于两片晶圆200叠在一起，所以检测光束检测到晶圆200的上表面的位置向上偏离正常晶圆放置位置的2个晶圆厚度左右，且第二对射传感器2未检测到遮挡信号，通过此现象，可以判断晶圆叠片的情况。

如果晶圆盒100内的晶圆200出现前后斜片，中间对射传感器1.1的检测光束检测到晶圆200的上表面的位置偏离正常晶圆放置的1个晶圆厚度以上，且第二对射传感器2检测到遮挡信号，通过此现象，可以判断晶圆为前后斜片的情况。

如图6所示，如果晶圆盒100内的晶圆200出现缺片的情况，中间对射传感器1.1的检测光束出现在某一部位未被遮挡的情况，通过此现象，可以判断缺片。

上述原理的具体计算过程为：

设槽体300A的理论高度为L，槽隙300B的理论高度为M，晶圆的理论厚度为T。

对射传感器从下往上开始扫描，当扫描到最下端的槽体300A的下表面时，产生遮挡信号，记录该信号值为a1，把a1作为基准点，即a1=0，那么a2=L+M；理论上，槽体300A和槽隙300B的值是固定的。因此，a3=2（L+M），an=（n-1）(L+M)。

但实际上，因为各种误差（如加工误差、使用磨损、使用形变、检测误差等），槽体300A和槽隙300B的实际值与理论值有所偏差；对射传感器从下往上开始扫描，把扫描到最下端的槽体300A的下表面记录为b1=a1，扫描到第2格槽体300A的最下端面记录为b2，扫描到第n格槽体300A的下端面记录为bn。

得出每个槽体300A与其上方相邻槽隙300B的误差值为△，即第1个槽体300A与其上方相邻槽隙300B的总误差为△1，即b2-a2=△1,第2个槽体300A与其上方相邻槽隙300B的总误差为△2，即b3-a3=△2, 第n-1个槽体300A与其上方相邻槽隙300B的总误差为△n-1，bn-an=△n-1，因为误差数值非常小，可设定第n个槽体300A的误差值等于第n个槽体300A与其上方相邻槽隙300B的总误差值△n-1，设定晶圆对称中心轴处上表面的坐标值为H上，当中间的对射传感器从下往上扫描，扫描到晶圆下表面，记录其下表面的值为H下，扫描到晶圆上表面，记录其上表面的值为H上，晶圆也存在各种误差，其实际厚度为H。H=H_上-H_下。

中间对射传感器1.1与侧边对射传感器1.2处于同一水平面，当侧边对射传感器1.2扫描到第n个槽体300A的下边缘时，对应即将开始扫描第n个槽隙300B处晶圆的状态。（上述n的值为1,2，，25）。

1、当中间对射传感器1.1和侧边对射传感器1.2从第n-1个槽体300A下表面扫描到第n个槽体300A下表面的过程，中间对射传感器1.1扫描，没有感应到晶圆遮挡信号，说明第n-1个槽隙300B没有晶圆，为缺片状态。

2、当中间对射传感器1.1和侧边对射传感器1.2从第n-1个槽体300A下表面扫描到第n个槽体300A下表面的过程，中间对射传感器1.1扫描感应到晶圆遮挡信号，并记录到第n-1片晶圆上表面的值Hn-1上。

(1) 当bn-1+L-△n-1+Hn-1≤Hn-1上≤bn-1+L+△n-1+Hn-1时，第n-1片槽隙300B中的晶圆为单片，且为正常片；

(2)当bn＜Hn-1上≤bn+L+△n-1时，第n-1片槽隙300B中的晶圆为左右斜片，且其从第n-1个槽隙300B斜向第n个槽隙300B放置，如图8所示。

(3)当 bn-1+L+△n-1+Hn-1＜Hn-1上＜bn-1+L-△n-1+2Hn-1，

或者bn-1+L+2Hn-1+△n-1＜Hn-1上≤bn时，第n-1片槽隙300B中的晶圆为前后斜片；在实际的晶圆放置中，偶尔会出现晶圆前后倾斜的卡在一个槽隙300B中，而且晶圆会脱离标准的放置位置，使得晶圆小部分往外凸出，此时晶圆不是平整的放在槽隙300B上。当出现晶圆前后倾斜时，与晶圆装载装置开口平行的第二对射传感器2，会检测遮挡信号。第一对射传感器1与第二对射传感器2的信号同时反馈，晶圆装载装置控制系统控制装置停止运行。

(4)当bn-1+L-△n-1+2Hn-1≤Hn-1上≤bn-1+L+△n-1+2Hn-1时，第n-1片槽隙300B中的晶圆为叠片或前后斜片；

当第二对射传感器2未检测到遮挡信号时，第n-1片槽隙300B中的晶圆为叠片,

当第二对射传感器2检测到遮挡信号时，第n-1片槽隙300B中的晶圆为前后斜片。

还包括升降组件，所述检测组件设置在所述升降组件上，且所述升降组件带动所述检测组件上下升降。

本实施例一公开的一种晶圆检测机构，通过两组对射传感器在升降组件的带动下从下而上对晶圆盒100内的晶圆200进行扫描，检测晶圆盒100内的晶圆200是否存在叠片、倾斜以及凸出晶圆盒100的情况。

在上述实施例一的基础上，具体地，如图11所示，所述升降组件包括升降框架3，所述升降框架3为矩形闭环框架结构，晶圆盒100内的晶圆位于所述升降框架3的框内，且所述升降框架3带动晶圆盒100体的盒罩同步升降。

当设备在运行时，升降框架3从底部开始上升，穿过晶圆盒100，位于升降框架3上的检测传感器可以从下而上对晶圆盒100内的晶圆进行扫描检测。

在上述实施例一的基础上，优选地，所述升降框架3包括外框3.1和内框3.2，所述外框3.1和所述内框3.2连接且所述外框3.1高于所述内框3.2设置，所述内框3.2垫设在晶圆盒100体的盒罩底部。

当升降框架3上升时，会带着晶圆盒100的盒罩同步上升，晶圆盒100的盒罩打开，升降框架3上的传感器才能对晶圆盒100内的晶圆进行检测，将升降框架3设置成带有高度差的内框3.2和外框3.1结构，当晶圆盒100的盒罩放在升降框架3上时，内框3.2和外框3.1连接处的台阶可以对盒罩起到限位作用，避免盒罩从升降框架3上脱离。

在上述实施例一的基础上，具体地，所述升降框架3连接升降驱动组件，升降驱动组件可使用滚珠丝杠电机模组也可以使用同步皮带与驱动电机配合的结构，通过升降驱动组件带动升降框架3进行升降。

实施例二：

参见附图9-14图所示，一种晶圆装载装置，包括装置本体，所述装置本体包括安装座4，晶圆盒100以及盒内的晶圆放置在所述安装座4上；还包括上述的晶圆检测机构；还包括安装底板5，所述安装座4和所述晶圆检测机构都设置在所述安装底板5上。

上述方案中的晶圆检测机构设置在晶圆装载装置，在工作时，先将装有晶圆的晶圆盒100放置在晶圆装载装置的安装座4上，然后晶圆检测机构中的升降框架3带着晶圆盒100的盒罩上升，与此同时，升降框架3上的传感器也从下而上对晶圆盒100内的晶圆进行扫描检测。

在上述实施例二的基础上，优选地，如图12所示，所述装置本体还包括三个堆叠设置的光纤放大器6，三个光纤放大器6分别对应所述晶圆检测机构中的三个对射传感器，且在三个堆叠的光纤放大器6背面设置有显示屏7；

三个光纤放大器6叠在一起，三个光纤放大器6对应组对射传感器。放大器上有信号显示，显示界面朝外，工作人员可以直观的查看信号数值；三个光纤放大器6可以单独设置光纤信号的触发阈值（灵敏度），可以在必要情况下对应不同尺寸厚度的SMIF POD和晶圆（薄片等）。

在上述实施例二的基础上，优选地，所述安装座4上设置有凸出安装座4表面的晶圆盒100锁舌8。

当晶圆盒100放置在安装座4上时，安装座4上凸出的晶圆盒100锁舌8旋转，对晶圆盒100进行锁紧，晶圆盒100锁舌8连接的驱动结构属于公开的技术，因此，不做赘述。

在上述实施例二的基础上，具体地，所述装置本体还包括晶圆复位机构13，所述晶圆复位机构13与所述晶圆盒100内的晶圆对应设置。

当传感器检测到晶圆盒100中有往外移凸出晶圆盒100的晶圆，此时晶圆复位机构13可以拨动晶圆，使晶圆复位至晶圆盒100内。

在上述实施例二的基础上，优选地，如图13所示，所述装置本体还包括盒罩锁紧机构，所述盒罩锁紧机构包括第一锁紧组件和第二锁紧组件，且所述第一锁紧组件和所述第二锁紧组件同步夹紧盒罩的两端。

当晶圆盒100放置在安装座4上时，第一锁紧组件和第二锁紧组件分别从盒罩的两侧对盒罩进行锁紧，保证升降框架3在上升时可以带着盒罩同步进行升降。

所述第一锁紧组件和所述第二锁紧组件结构相同，都包括活动块15和锁片14，所述锁片14设置在所述活动块15，两个锁紧组件上的所述锁片14分别在活动块15的带动下夹紧盒罩的两端，同时两个活动块15之间可以通过一根钢丝绳连接，这样只需要将其中一个活动块15连接驱动电机即可实现两者的同步活动；同时两个活动块15也可以各自连接驱动电机进行驱动。

如图14所示，所述活动块15上设置有遮光片9，所述外框3.1上设置有与所述遮光片9对应设置的光电传感器10；当活动块15上的遮光片9遮挡光电传感器10，则说明活动块15带着锁片14移动到位，锁紧机构已经将盒罩锁紧。

在上述实施例二的基础上，优选地，所述安装底板5上开设有晶圆传送口11，所述晶圆传送口11设置有开口挡板12，且所述开口挡板12设置在所述升降组件上并与所述升降组件同步升降。

晶圆盒100通过外部的传输设备从安装底板5上开设的晶圆传送口11进入装置的安装底座上，然后在检测时，晶圆传送口11可以通过开口挡板12进行遮挡，当检测完成后，再打开开口挡板12，方便晶圆盒100进行传送。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (12)

1.一种晶圆检测机构，其特征在于：所述晶圆检测机构用于检测晶圆盒内的晶圆，所述晶圆检测机构包括：

检测组件，

所述检测组件包括第一对射传感器组和第二对射传感器；

所述第一对射传感器组用于检测晶圆的第一状态，所述第一状态包括单片、左右斜片和缺片情况；

所述第一对射传感器组包括两对传感器，分别为中间对射传感器和侧边对射传感器，其中：

所述中间对射传感器检测光束的扫描路径位于所述晶圆盒内晶圆的中间部位；

所述侧边对射传感器检测光束的扫描路径位于晶圆边缘插入晶圆盒上晶槽的部位；

所述第二对射传感器和第一对射传感器组用于检测晶圆的第二状态，所述第二状态包括叠片、前后斜片和凸出晶圆盒的情况；

其中，所述第一对射传感器组和第二对射传感器构成第三传感器组，所述第三传感器组用于区分叠片与前后斜片；

所述第二对射传感器检测光束的扫描路径位于晶圆盒的开口位置；

升降组件，

所述检测组件设置在所述升降组件上，且所述升降组件带动所述检测组件上下升降并对晶圆盒内的晶圆从下而上进行扫描检测。

2.根据权利要求1所述的晶圆检测机构，其特征在于：所述中间对射传感器的检测光束扫描起点位置和所述侧边对射传感器的检测光束扫描起点位置在同一水平线上。

3.根据权利要求1所述的晶圆检测机构，其特征在于：所述升降组件包括升降框架，所述升降框架为矩形闭环框架结构，晶圆盒内的晶圆位于所述升降框架的框内，且所述升降框架带动晶圆盒体的盒罩同步升降。

4.根据权利要求3所述的晶圆检测机构，其特征在于：所述升降框架包括外框和内框，所述外框和所述内框连接且所述外框高于所述内框设置，所述内框垫设在晶圆盒体的盒罩底部。

5.一种晶圆装载装置，包括装置本体，其特征在于：所述装置本体包括：

安装座，晶圆盒体以及盒内的晶圆放置在所述安装座上；

上述权利要求1~4中任一项所述的晶圆检测机构；

安装底板，所述安装座和所述晶圆检测机构都设置在所述安装底板上。

6.根据权利要求5所述的晶圆装载装置，其特征在于：所述装置本体还包括三个堆叠设置的光纤放大器，三个光纤放大器分别对应所述晶圆检测机构中的三个对射传感器，且在三个堆叠的光纤放大器背面设置有显示屏。

7.根据权利要求5所述的晶圆装载装置，其特征在于：所述安装座上设置有凸出安装座表面的晶圆盒锁舌。

8.根据权利要求5所述的晶圆装载装置，其特征在于：所述装置本体还包括晶圆复位机构，所述晶圆复位机构与所述晶圆盒内的晶圆对应设置。

9.根据权利要求5所述的晶圆装载装置，其特征在于：所述装置本体还包括盒罩锁紧机构，所述盒罩锁紧机构包括第一锁紧组件和第二锁紧组件，且所述第一锁紧组件和所述第二锁紧组件分别夹紧盒罩的两端。

10.根据权利要求9所述的晶圆装载装置，其特征在于：所述第一锁紧组件和所述第二锁紧组件结构相同，都包括活动块和锁片，所述锁片设置在所述活动块，两个锁紧组件上的所述锁片分别在活动块的带动下夹紧盒罩的两端。

11.根据权利要求10所述的晶圆装载装置，其特征在于：所述活动块上设置有遮光片，所述升降组件包括升降框架，所述升降框架包括外框和内框，所述外框上设置有与所述遮光片对应设置的光电传感器。

12.根据权利要求5所述的晶圆装载装置，其特征在于：所述安装底板上开设有晶圆传送口，所述晶圆传送口设置有开口挡板，且所述开口挡板设置在所述升降组件上并与所述升降组件同步升降。