CN116313945A - 一种多尺寸兼容晶圆扫描装置及晶圆扫描方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多尺寸兼容晶圆扫描装置及晶圆扫描方法，涉及集成电路制造设备技术领域，解决了现有技术中存在的不能自动调整传感器间距，难以高效兼容不同尺寸晶圆的技术问题。该多尺寸兼容晶圆扫描装置包括间距调节机构，间距调节机构包括壳体、设置在壳体上的驱动组件、洁净直线导轨和两个洁净滑块，洁净直线导轨的长度方向与洁净绳轮的公切线方向平行，两个洁净滑块均连接在洁净钢绳上，且连接点分别位于两个洁净绳轮中心线的两侧；对射传感器包括发射端和接收端，发射端和接收端分别通过探杆连接在两个洁净滑块上。本发明用于提供一种能够自动调整传感器间距，能够兼容不同尺寸晶圆且能够间歇除尘的多尺寸兼容晶圆扫描装置。

Description

一种多尺寸兼容晶圆扫描装置及晶圆扫描方法

技术领域

本发明涉及集成电路制造设备技术领域，尤其是涉及一种多尺寸兼容晶圆扫描装置及晶圆扫描方法。

背景技术

晶圆扫描（Wafer Mapping）是半导体生产工艺中不可或缺的重要环节，常见的晶圆扫描方法有对射型和反射型两种。反射型扫描方法虽然结构简单，但是对晶圆叠片的分辨能力较差，对射型扫描方法更稳定可靠。

Loadport（300mm晶圆装载端口）通常使用FOUP（Front Opening Unified Pod，前开式晶圆传送盒）传送12寸晶圆，兼容更小尺寸晶圆时则使用晶舟（cassette）作为晶圆容器与设备配合使用；因FOUP为前开式结构，晶圆扫描通常为探入型；按扫描装置的安装位置，又可分为与晶圆搬运机械手集成和与载台集成两种类型，与载台集成的类型可在FOUP开盒时同步工作，效率更高。对于SMIF Port（Standard Mechanical Interface Port，标准机械接口装载端口）而言，由于SMIF晶盒开口在下方，晶圆检测装置与载台集成时，使用的传感器能够在晶圆两侧一前一后安装；但该方式容易将晶圆错层误测为空片，一旦出现误测，可能对晶圆或机械手造成损伤。

半导体行业中晶圆分为多种尺寸规格，常见的有100mm（4寸）、125mm（5寸）、150mm（6寸）、200mm（8寸）、300mm（12寸）等，部分设备需要兼容不同尺寸规格的晶圆。日本专利JP20140092924公开了一种用于Loadport的晶圆检测装置，该技术方案能够兼容8寸和12寸晶圆，但其传感器间距固定，对更小尺寸的晶圆难以兼容。

申请号为201910904279.9的发明专利“一种用于SMIF装载通道的晶圆检测集成装置及SMIF装置”，其光纤传感器在晶圆两侧一前一后安装，使用分光器提高探测精度，分光器的安装和使用比较复杂，设备成本高。

申请号为CN202011551054.9的发明专利“一种晶圆检测装置”公开了一种适用于不同尺寸规格晶圆的检测装置。该装置预留了兼容4寸、5寸、6寸、8寸4种晶圆的传感器安装孔；但其改变传感器位置需手动调节，调节时设备需停机，无法实现无缝衔接，工作效率较低，且不适用于需同时处理两种及以上尺寸晶圆的设备。

申请号为CN202111676814.3的发明专利“用于晶圆自动装载设备的晶圆检测装置”公开了一种与载台集成，采用气缸和剪式升降结构的晶圆检测装置。该技术方案不具备改变传感器间距的能力，对不同尺寸晶圆的适应能力有限；其结构只适用于Loadport，不适用于SMIF Port；检测装置收回后才能搬运晶圆，工作效率低于现有Loadport，未能发挥出检测装置与载台集成时的效率优势。该公司申请号为CN202210282720.6的发明专利“一种可检测不同尺寸晶圆的检测机构”公开了一种由凸轮机构实现自动切换功能的检测装置。该技术方案结构复杂，且仅能实现两个位置的自动切换；其两个检测位置均需安装传感器，造成了传感器和相关控制系统资源的浪费。

申请号为CN202110212887.0的发明专利“一种晶圆检测装置及方法”和申请号为CN202120419188.9的实用新型专利“一种可变间距的晶圆检测装置”，采用检测装置与晶圆搬运机械手集成的方式，用左旋右旋一体式滚珠丝杆实现传感器发射端与接收端的直线运动，以适应不同规格的晶圆。该专利片面强调检测装置与机械手集成，容易对行业造成误导；也未意识到检测装置与载台集成对提高设备工作效率的重要意义；且其核心技术左旋右旋一体式滚珠丝杆对轴系制造装配要求高，丝杆偏长且需同步带传动，结构较复杂，不易实施；且该专利中丝杆、同步带运行时产生的颗粒等污染物既不能完全密封于设备内，又没有合理的排出渠道，内部颗粒可能从传感器附近泄露至晶圆，造成污染。

申请号为CN202111002062.2的发明专利“晶圆检测装置”，使用气缸驱动的连杆结构，且未说明其气缸在所需位置准确定位的方法；依据其他现有技术，实现该专利预期功能需要价格昂贵的比例阀或伺服阀以及相应的复杂控制系统，成本过高且阀类零部件体积过大。

综上所述，兼容不同尺寸晶圆的检测装置在半导体行业有广泛需求，现有技术不足以满足使用要求。与载台集成的检测装置对Loadport和SMIF Port而言具备更高的工作效率，现有技术缺乏既能够与载台集成又能够与机械手集成，且能够自动调整传感器间距的晶圆检测装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多尺寸兼容晶圆扫描装置，以解决现有技术中存在的不能自动调整传感器间距，难以高效兼容不同尺寸晶圆的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的多尺寸兼容晶圆扫描装置，包括：

间距调节机构，所述间距调节机构包括壳体、设置在所述壳体上的驱动组件和滑动组件；

所述驱动组件包括驱动部、绳轮轴、洁净绳轮和洁净钢绳，所述绳轮轴和所述洁净绳轮均设置有两组，两组所述绳轮轴固定在所述壳体内，所述洁净绳轮分别转动设置在所述绳轮轴上，所述洁净钢绳绕设在两组所述洁净绳轮之间，所述驱动部与所述洁净钢绳连接；

所述滑动组件包括洁净直线导轨和两个洁净滑块，所述洁净直线导轨的长度方向与所述洁净绳轮的公切线方向平行，两个所述洁净滑块均与所述洁净直线导轨相配合，两个所述洁净滑块均连接在所述洁净钢绳上，且连接点分别位于两个所述洁净绳轮中心线的两侧；

对射传感器，所述对射传感器包括发射端和接收端，所述发射端和所述接收端分别通过探杆连接在两个所述洁净滑块上。

作为本发明的进一步改进，所述壳体上还设置有除尘机构。

作为本发明的进一步改进，所述除尘机构为除尘风扇。

作为本发明的进一步改进，在所述探杆与两个所述洁净滑块之间均设置有往复移动组件，所述往复移动组件的往复移动方向与所述洁净滑块的移动方向垂直，所述往复移动组件为微型直线驱动器。

作为本发明的进一步改进，所述微型直线驱动器包括动子和定子，所述动子与所述定子相配合，所述动子能在所述定子上往复移动；所述定子与所述洁净滑块连接，所述探杆与所述动子连接。

作为本发明的进一步改进，所述驱动部包括电机本体、编码器和丝杆，所述电机本体驱动所述丝杆往复移动，所述丝杆的端部连接有连接块，所述连接块与所述洁净钢绳连接。

作为本发明的进一步改进，所述壳体包括安装板和防尘外壳，所述防尘外壳围合在所述安装板上，所述驱动组件设置在所述安装板上位于所述防尘外壳一侧，所述滑动组件设置在所述安装板上远离所述防尘外壳的一侧。

作为本发明的进一步改进，所述驱动组件和所述滑动组件均设置在所述壳体内。

一种晶圆扫描方法，采用如上所述的多尺寸兼容晶圆扫描装置，包括如下步骤：

S1：控制器由程序预设及上位机通讯确定多尺寸兼容晶圆扫描装置集成方式，同时确定待扫描晶圆尺寸；

S2：所述驱动部驱动所述洁净绳轮移动，以带动所述所述发射端和所述接收端到达待扫描晶圆要求的指定位置，所述除尘机构运行，排除颗粒污染物，并在下一步动作之前停止运行；

S3：所述多尺寸兼容晶圆扫描装置依据集成方式执行下一步动作；

与Loadport集成时，Loadport开启FOUP门，所述晶圆扫描装置随Loadport扫描框架运动，所述探杆探入FOUP或晶舟，并随FOUP门一起下降；所述对射传感器扫描FOUP或晶舟，所述晶圆扫描装置下降至最低层晶圆所在位置下方后，随Loadport扫描框架退出FOUP或晶舟，并继续随FOUP门降至行程最低点；

与SMIF Port集成时，SMIF Port开启SMIF晶盒，晶舟与晶盒基座一起同晶盒外壳分离，当二者运动至所述探杆处于晶盒基座与晶舟内最下层晶圆之间时，两组所述微型直线驱动器运动至行程最远端，带动两组所述探杆及所述对射传感器探入晶舟；随着晶舟、晶盒基座一起与晶盒外壳继续分离，所述对射传感器对晶舟内的晶圆完成扫描；之后两组所述微型直线驱动器运动至行程最近端，带动两组所述探杆及所述对射传感器离开晶舟；

与晶圆搬运机械手末端执行器集成时，所述多尺寸兼容晶圆扫描装置随晶圆搬运机械手探入FOUP或晶舟，之后在竖直方向运动，扫描晶圆；

S4：所述对射传感器将扫描信号经放大器传送给控制器，控制器依据扫描信号的变化规律得出扫描结果，判断各层晶圆是否为正常、空片或异常情况，晶圆扫描完成；控制器将扫描结果输出到显示设备并传输至上位机。

作为本发明的进一步改进，与SMIF Port集成时，所述对射传感器的光纤采用耐屈曲光纤。

本发明的有益效果是：本发明提供的多尺寸兼容晶圆扫描装置，包括间距调节机构，间距调节机构由驱动组件和滑动组件构成，驱动组件通过驱动部驱动洁净钢绳绕洁净绳轮转动，两个所述洁净滑块均连接在所述洁净钢绳上，且连接点分别位于两个洁净绳轮中心线的两侧，使得洁净滑块能够在洁净直线导轨上相向移动，对射传感器的发射端和接收端分别连接在两个洁净滑块上，以实现对射传感器的发射端与接收端的间距调节，能够完全兼容300mm（12寸）、200mm（8寸）、150mm（6寸）、125mm（5寸）、100mm（4寸）及更小尺寸的晶圆，且能够在设备不停机的状态下自动切换至所需尺寸，大大提高生产效率；既能与机械手末端执行器集成，又能与载台（Loadport和SMIF Port）集成，与载台集成时在晶圆盒或FOUP开盖的同时完成晶圆扫描，工作效率更高。上述结构非常紧凑，节省空间，而且节约成本。

优选地，所述驱动组件和/或滑动组件设置在壳体内侧，高度方向尺寸更小，更适合与Loadport或机械手集成。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施例的结构示意图（一）；

图2是本发明第二实施例的结构示意图（二）；

图3是本发明第二实施例的结构示意图（一）；

图4是本发明第二实施例的结构示意图（二）；

图5是本发明第二实施例应用于加载端口型SMIF Port时的结构示意图；

图6是本发明第三实施例的结构示意图（一）；

图7是本发明第三实施例的结构示意图（二）；

图8是本发明第三实施例应用于加载端口型SMIF Port时的结构示意图；

图9是本发明第四实施例的结构示意图（一）；

图10是本发明第四实施例的结构示意图（二）；

图11是本发明第四实施例应用于加载端口型SMIF Port时的结构示意图；

图12是本发明应用于加载端口型SMIF Port时的结构局部剖视图；

图13是本发明应用于Loadport时的结构示意图；

图14为本发明应用于Loadport时的另一角度结构示意图；

图15为本发明应用于Loadport时的俯视剖视图；

图16为本发明应用于Loadport加装Adapter兼容8寸及以下晶圆时的结构示意图；

图17为本发明应用于Loadport加装Adapter兼容8寸及以下晶圆时的俯视剖视图。

图中1000、多尺寸兼容晶圆扫描装置；100、间距调节机构；200、对射传感器；300、往复移动组件；400、晶舟；500、除尘风扇；600、Loadport；700、SMIF Port；110、壳体；120、驱动组件；130、滑动组件；140、双动子直线电机；150、第二微型直线驱动器；160、电动执行器；170、第二滑动组件；210、发射端；220、接收端；230、探杆；310、动子；320、定子；410、晶圆；610、扫描框架；620、FOUP门；630、FOUP盒；710、晶盒外壳；720、晶盒基座；111、安装板；112、防尘外壳；121、驱动部；122、绳轮轴；123、洁净绳轮；124、洁净钢绳；125、电机本体；126、编码器；127、丝杆；128、连接块；131、洁净直线导轨；132、洁净滑块；133、第一连接钣金；134、第二连接钣金；141、第一定子；142、第一动子；151、第二动子；152、第二定子；161、执行器动子；162、执行器定子；171、第二洁净直线导轨；172、第二洁净滑块。

具体实施方式

下面可以参照附图图1～图17以及文字内容理解本发明的内容以及本发明与现有技术之间的区别点。下文通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案 )做进一步的详细描述。需要说明的是：本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本发明的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：可以将本发明提供的任一技术手段进行替换或将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围，本发明的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案以及本领域技术人员将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的新的技术方案。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、 “前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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“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。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供了一种能够自动调整传感器间距，能够兼容不同尺寸晶圆且能够间歇除尘的多尺寸兼容晶圆扫描装置。

下面结合图1～图17对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

本发明提供了一种多尺寸兼容晶圆扫描装置，包括：

间距调节机构，所述间距调节机构包括壳体、设置在所述壳体上的驱动组件和滑动组件；

所述驱动组件包括驱动部、绳轮轴、洁净绳轮和洁净钢绳，所述绳轮轴和所述洁净绳轮均设置有两组，两组所述绳轮轴固定在所述壳体内，所述洁净绳轮分别转动设置在所述绳轮轴上，所述洁净钢绳绕设在两组所述洁净绳轮之间，所述驱动部与所述洁净钢绳连接；

所述滑动组件包括洁净直线导轨和两个洁净滑块，所述洁净直线导轨的长度方向与所述洁净绳轮的公切线方向平行，两个所述洁净滑块均与所述洁净直线导轨相配合，两个所述洁净滑块均连接在所述洁净钢绳上，且连接点分别位于两个所述洁净绳轮中心线的两侧；

对射传感器，所述对射传感器包括发射端和接收端，所述发射端和所述接收端分别通过探杆连接在两个所述洁净滑块上。

本发明提供的多尺寸兼容晶圆扫描装置，包括间距调节机构，间距调节机构由驱动组件和滑动组件构成，驱动组件通过驱动部驱动洁净钢绳绕洁净绳轮转动，两个所述洁净滑块均连接在所述洁净钢绳上，且连接点分别位于两个洁净绳轮中心线的两侧，使得洁净滑块能够在洁净直线导轨上相向移动，对射传感器的发射端和接收端分别连接在两个洁净滑块上，以实现对射传感器的发射端与接收端的间距调节，能够完全兼容300mm（12寸）、200mm（8寸）、150mm（6寸）、125mm（5寸）、100mm（4寸）及更小尺寸的晶圆，且能够在设备不停机的状态下自动切换至所需尺寸，大大提高生产效率；既能与机械手末端执行器集成，又能与载台（Loadport和SMIF Port）集成，与载台集成时在晶圆盒或FOUP开盖的同时完成晶圆扫描，工作效率更高。上述结构非常紧凑，节省空间，而且节约成本。

优选地，将所述驱动组件和/或滑动组件设置在壳体内侧，能够有效的降低驱动组件或滑动组件产生污染物导致晶圆被污染的可能性。

需要说明的是，所述洁净直线导轨和洁净滑块采用洁净工艺，使用洁净润滑脂，运动过程中产生的颗粒污染物数量符合行业标准。

作为本发明的进一步改进，所述壳体上还设置有除尘机构。

作为本发明的进一步改进，所述除尘机构为除尘风扇。

在上述进一步改进中，在壳体上设置有除尘机构，具体可以采用除尘风扇，在驱动组件工作时，除尘机构同步工作，能够将由产尘风险的驱动组件可能产生的污染物排出，从而避免污染物污染晶圆。

作为本发明的进一步改进，在所述探杆与两个所述洁净滑块之间均设置有往复移动组件，所述往复移动组件的往复移动方向与所述洁净滑块的移动方向垂直，所述往复移动组件为微型直线驱动器。

在上述进一步改进中，探杆与洁净滑块之间设置往复移动组件，往复移动组件能够调节对射传感器的扫描位置，以提高其应用范围。

作为本发明的进一步改进，所述微型直线驱动器包括动子和定子，所述动子与所述定子相配合，所述动子能在所述定子上往复移动；所述定子与所述洁净滑块连接，所述探杆与所述动子连接。

所述微型直线驱动器由动子和定子组成，采用洁净工艺，运动过程中产生的颗粒污染物数量符合行业标准，所述微型直线驱动器动子能够在所述微型直线驱动器定子上往复运动，其行程固定，仅在行程两端停止，且能够按需指定2个停止位置的停止时长。

作为本发明的进一步改进，所述驱动部包括电机本体、编码器和丝杆，所述电机本体驱动所述丝杆往复移动，所述丝杆的端部连接有连接块，所述连接块与所述洁净钢绳连接。

在该进一步改进中，驱动部采用贯穿式丝杆步进电机，所述晶圆扫描装置与SMIFPort集成时，所述贯穿式丝杆步进电机与除尘风扇在晶圆盒开启之前完成工作；晶圆盒开启时所述贯穿式丝杆步进电机与除尘风扇不工作，此时不会产生颗粒污染物；所述晶圆扫描装置与Loadport、机械手末端执行器集成时，所述贯穿式丝杆步进电机与除尘风扇在FOUP开启之前完成工作；晶圆盒开启时所述贯穿式丝杆步进电机与除尘风扇不工作，此时不会产生颗粒污染物。

作为本发明的进一步改进，所述壳体包括安装板和防尘外壳，所述防尘外壳围合在所述安装板上，所述驱动组件设置在所述安装板上位于所述防尘外壳一侧，所述滑动组件设置在所述安装板上远离所述防尘外壳的一侧。

在该进一步改进中，驱动组件安装在防尘外壳一侧，并能通过防尘外壳隔离，避免驱动组件产生的污染物污染晶圆；另外，除尘风扇可以安装在防尘外壳上，在驱动组件工作时同步工作，将驱动组件产生的污染物排出。

作为本发明的进一步改进，所述驱动组件和所述滑动组件均设置在所述壳体内。设置在壳体内侧，使得高度方向尺寸更小，更适合与Loadport或机械手集成。

一种晶圆扫描方法，采用如上所述的多尺寸兼容晶圆扫描装置，包括如下步骤：

S1：控制器由程序预设及上位机通讯确定多尺寸兼容晶圆扫描装置集成方式，同时确定待扫描晶圆尺寸；

S2：所述驱动部驱动所述洁净绳轮移动，以带动所述所述发射端和所述接收端到达待扫描晶圆要求的指定位置，所述除尘机构运行，排除颗粒污染物，并在下一步动作之前停止运行；

S3：所述多尺寸兼容晶圆扫描装置依据集成方式执行下一步动作；

与Loadport集成时，Loadport开启FOUP门，所述晶圆扫描装置随Loadport扫描框架运动，所述探杆探入FOUP或晶舟，并随FOUP门一起下降；所述对射传感器扫描FOUP或晶舟，所述晶圆扫描装置下降至最低层晶圆所在位置下方后，随Loadport扫描框架退出FOUP或晶舟，并继续随FOUP门降至行程最低点；

与SMIF Port集成时，SMIF Port开启SMIF晶盒，晶舟与晶盒基座一起同晶盒外壳分离，当二者运动至所述探杆处于晶盒基座与晶舟内最下层晶圆之间时，两组所述微型直线驱动器运动至行程最远端，带动两组所述探杆及所述对射传感器探入晶舟；随着晶舟、晶盒基座一起与晶盒外壳继续分离，所述对射传感器对晶舟内的晶圆完成扫描；之后两组所述微型直线驱动器运动至行程最近端，带动两组所述探杆及所述对射传感器离开晶舟；

与晶圆搬运机械手末端执行器集成时，所述多尺寸兼容晶圆扫描装置随晶圆搬运机械手探入FOUP或晶舟，之后在竖直方向运动，扫描晶圆；

S4：所述对射传感器将扫描信号经放大器传送给控制器，控制器依据扫描信号的变化规律得出扫描结果，判断各层晶圆是否为正常、空片或异常情况，晶圆扫描完成；控制器将扫描结果输出到显示设备并传输至上位机。

需要说明的是，与SMIF Port集成时，对射传感器的光纤采用耐屈曲光纤。

实施例1:

本发明提供的多尺寸兼容晶圆扫描装置，包括：

间距调节机构100，所述间距调节机构100包括壳体110、设置在所述壳体110内的驱动组件120以及滑动组件130；

具体地，所述壳体110包括安装板111和防尘外壳112，所述驱动组件120和滑动组件130均设置在所述安装板111上，且位于所述防尘外壳112内侧；

所述驱动组件120包括驱动部121、绳轮轴122、洁净绳轮123和洁净钢绳124，所述绳轮轴122和所述洁净绳轮123均设置有两组，两组所述绳轮轴122固定在所述安装板111上，所述洁净绳轮123分别转动设置在所述绳轮轴122上，所述洁净钢绳124绕设在两组所述洁净绳轮123之间，所述驱动部121与所述洁净钢绳124连接，用以驱动洁净钢绳124往复移动；

具体地，驱动部121为贯穿式丝杆步进电机，贯穿式丝杆步进电机包括电机本体125、编码器126和丝杆127，所述电机本体125驱动所述丝杆127往复移动，所述丝杆127的端部连接有连接块128，所述连接块128与所述洁净钢绳124连接。

所述滑动组件130包括洁净直线导轨131和两个洁净滑块132，所述洁净直线导轨131的长度方向与所述洁净绳轮123的公切线方向平行，两个所述洁净滑块132均与所述洁净直线导轨131相配合，两个所述洁净滑块132均连接在所述洁净钢绳124上，且分别位于两个洁净绳轮123中心线的两侧；

具体地，两个所述洁净滑块132分别通过第一连接钣金133和第二连接钣金134与位于两个洁净绳轮123中心线两侧的洁净钢绳124连接。

对射传感器200，所述对射传感器200包括发射端210和接收端220，所述发射端210和所述接收端220分别通过探杆230连接在两个所述洁净滑块132上。

进一步地，所述防尘外壳112上还设置有除尘风扇500。

本实施例1提供的多尺寸兼容晶圆扫描装置，用于与Loadport600集成，具体地，集成安装在Loadport扫描框架610上；工作时Loadport开启FOUP门620，并随之一起运动，所述探杆230探入FOUP盒630或晶舟400，并随FOUP门620一起下降；所述对射传感器200扫描FOUP盒630或晶舟400，所述多尺寸兼容晶圆扫描装置下降至最低层晶圆410所在位置下方后，随Loadport扫描框架610退出FOUP盒630或晶舟400，并继续随FOUP门620降至行程最低点。

实施例2：

本发明提供的多尺寸兼容晶圆扫描装置，包括：

间距调节机构100，所述间距调节机构100包括壳体110、设置在所述壳体110内的驱动组件120以及设置在所述壳体110外一侧的滑动组件130；

具体地，所述壳体110包括安装板111和防尘外壳112，所述防尘外壳112围合在所述安装板111上，所述驱动组件120设置在所述安装板111上位于所述防尘外壳112一侧，所述滑动组件130设置在所述安装板111上远离所述防尘外壳112的一侧。

所述驱动组件120包括驱动部121、绳轮轴122、洁净绳轮123和洁净钢绳124，所述绳轮轴122和所述洁净绳轮123均设置有两组，两组所述绳轮轴122固定在所述壳体110内，所述洁净绳轮123分别转动设置在所述绳轮轴122上，所述洁净钢绳124绕设在两组所述洁净绳轮123之间，所述驱动部121与所述洁净钢绳124连接，用以驱动洁净钢绳124往复移动；

具体地，驱动部121为贯穿式丝杆步进电机，贯穿式丝杆步进电机包括电机本体125、编码器126和丝杆127，所述电机本体125驱动所述丝杆127往复移动，所述丝杆127的端部连接有连接块128，所述连接块128与所述洁净钢绳124连接。

所述滑动组件130包括洁净直线导轨131和两个洁净滑块132，所述洁净直线导轨131的长度方向与所述洁净绳轮123的公切线方向平行，两个所述洁净滑块132均与所述洁净直线导轨131相配合，且两个所述洁净滑块132分别与位于两个洁净绳轮123中心线两侧的洁净钢绳124连接；

对射传感器200，所述对射传感器200包括发射端210和接收端220，所述发射端210和所述接收端220分别通过探杆230连接在两个所述洁净滑块132上。

在所述探杆230与两个所述洁净滑块132之间均设置有往复移动组件300，所述往复移动组件300的往复移动方向与所述洁净滑块132的移动方向垂直，所述往复移动组件300为微型直线驱动器。

具体地，所述微型直线驱动器包括动子310和定子320，所述动子310与所述定子320相配合，所述动子310能在所述定子320上往复移动；所述定子320与所述洁净滑块132连接，所述探杆230与所述动子310连接。

进一步地，所述防尘外壳112上还设置有除尘风扇500。

本实施例2提供的多尺寸兼容晶圆扫描装置，用于与SMIF Port700集成，集成安装在SMIF Port700固定台面下方，工作时SMIF Port700开启SMIF晶盒，晶舟400与晶盒基座720一起同晶盒外壳710分离，当二者运动至所述探杆230处于晶盒基座与晶舟400内最下层晶圆410之间时，2个所述微型直线驱动器运动至行程最远端，带动2个所述探杆230及所述对射传感器200探入晶舟400；随着晶舟400、晶盒基座720一起与晶盒外壳710继续分离，所述对射传感器200对晶舟400内的晶圆410完成扫描；之后2个所述微型直线驱动器运动至行程最近端，带动2个所述探杆230及所述对射传感器200离开晶舟400。

需要说明的是，实施例1或实施例2提供的多尺寸兼容晶圆扫描装置1000，也可以集成在晶圆搬运机械手末端执行器上。

实施例3：

本发明提供的多尺寸兼容晶圆扫描装置1000，包括：

间距调节机构100，间距调节机构100为双动子直线电机140，所述双动子直线电机140包括第一定子141和两个第一动子142，两个所述第一动子142能在所述第一定子141上往复移动；

两组第二微型直线驱动器150，所述第二微型直线驱动器150包括第二动子151和第二定子152，所述第二动子151与所述第二定子152相配合，所述第二动子151能在所述第二定子152上往复移动；所述第二定子152与所述第一动子142连接，所述探杆与所述第二动子连接。

对射传感器200，所述对射传感器200包括发射端210和接收端220，所述发射端210和所述接收端220分别通过探杆230连接在两个所述第一动子142上。

所述第二微型直线驱动器150的第二动子151能够在所述第二微型直线驱动器150第二定子152上往复运动，其行程固定，仅在行程两端停止，且能够按需指定2个停止位置的停止时长；所述双动子直线电机140由1个第一定子141和2个第一动子142组成，采用洁净工艺，运动过程中产生的颗粒污染物数量符合行业标准；所述双动子直线电机140第一动子142能够沿所述双动子直线电机140长度方向往复运动， 且能够在全行程内指定位置停止，定位精度为0.1mm级，绝对定位误差不超过±1mm。

2个第二微型直线驱动器150，为选装模块；当所述多尺寸兼容晶圆扫描装置1000与SMIF Port700集成时，必须安装所述2个第二微型直线驱动器150；所述多尺寸兼容晶圆扫描装置1000与Loadport600、机械手末端执行器集成时，所述2个第二微型直线驱动器150不安装，其功能分别由Loadport600的晶圆扫描框架610与机械手的运动功能实现。

所述多尺寸兼容晶圆扫描装置1000与SMIF Port700集成时，所述对射传感器200的光纤应具备耐屈曲能力；所述多尺寸兼容晶圆扫描装置1000与Loadport600、机械手末端执行器集成时，对所述对射传感器200的光纤无耐屈曲要求。

实施例4：

本发明提供的多尺寸兼容晶圆扫描装置1000，包括：

间距调节机构100，间距调节机构100为双动子直线电机140，所述双动子直线电机140包括第一定子141和两个第一动子142，两个所述第一动子142能在所述第一定子141上往复移动；

电动执行器160和第二滑动组件170，所述电动执行器160包括执行器动子161和执行器定子162，所述执行器动子161能在所述执行器定子162上往复移动；所述第二滑动组件170包括第二洁净直线导轨171和第二洁净滑块172，所述第二洁净滑块172与所述第二洁净直线导轨171相配合，所述第二洁净滑块172能在所述第二洁净直线导轨171上往复移动。

对射传感器200，所述对射传感器200包括发射端210和接收端220，所述发射端210和所述接收端220分别通过探杆230连接在两个所述第一动子142上。

所述电动执行器160由执行器动子161和执行器定子162组成，采用洁净工艺，运动过程中产生的颗粒污染物数量符合行业标准，执行器动子161能够在所述执行器定子162上往复运动，其行程固定，仅在行程两端停止，且能够按需指定2个停止位置的停止时长；所述双动子直线电机140由1个第一定子141和2个第一动子142组成，采用洁净工艺，运动过程中产生的颗粒污染物数量符合行业标准；所述双动子直线电机140第一动子142能够沿所述双动子直线电机140长度方向往复运动， 且能够在全行程内指定位置停止，定位精度为0.1mm级，绝对定位误差不超过±1mm。

电动执行器160、第二洁净直线导轨171、第二洁净滑块172，为选装模块；当所述多尺寸兼容晶圆扫描装置1000与SMIF Port700集成时，必须安装电动执行器160、第二洁净直线导轨171、第二洁净滑块172；所述多尺寸兼容晶圆扫描装置1000与Loadport600、机械手末端执行器集成时，电动执行器160、第二洁净直线导轨171、第二洁净滑块172不安装，其功能分别由Loadport600的晶圆扫描框架610与机械手的运动功能实现；

当所述多尺寸兼容晶圆扫描装置1000与SMIF Port700集成时，所述双动子直线电机140第一定子141与所述电动执行器160执行器动子161及所述第二洁净滑块172固定连接；所述第二洁净滑块172能够在所述第二洁净直线导轨171上往复运动，所述第二洁净直线导轨171平行于所述电动执行器160执行器动子161运动方向；所述第二洁净直线导轨171与所述执行器定子162一起固定于SMIF Port700。

所述执行器定子162的长度方向与所述的第二洁净直线导轨171的长度方向平行，所述第一定子141的两端分别连接在执行器动子161和第二洁净滑块172上。

所述对射传感器200的信号放大器固定于所述双动子直线电机140时，其光纤无耐屈曲要求。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种多尺寸兼容晶圆扫描装置，其特征在于，包括：

间距调节机构，所述间距调节机构包括壳体、设置在所述壳体上的驱动组件和滑动组件；

所述驱动组件包括驱动部、绳轮轴、洁净绳轮和洁净钢绳，所述绳轮轴和所述洁净绳轮均设置有两组，两组所述绳轮轴固定在所述壳体内，所述洁净绳轮分别转动设置在所述绳轮轴上，所述洁净钢绳绕设在两组所述洁净绳轮之间，所述驱动部与所述洁净钢绳连接；

所述滑动组件包括洁净直线导轨和两个洁净滑块，所述洁净直线导轨的长度方向与所述洁净绳轮的公切线方向平行，两个所述洁净滑块均与所述洁净直线导轨相配合，两个所述洁净滑块均连接在所述洁净钢绳上，且连接点分别位于两个所述洁净绳轮中心线的两侧；

对射传感器，所述对射传感器包括发射端和接收端，所述发射端和所述接收端分别通过探杆连接在两个所述洁净滑块上。

2.根据权利要求1所述的多尺寸兼容晶圆扫描装置，其特征在于，所述壳体上还设置有除尘机构。

3.根据权利要求2所述的多尺寸兼容晶圆扫描装置，其特征在于，所述除尘机构为除尘风扇。

4.根据权利要求2所述的多尺寸兼容晶圆扫描装置，其特征在于，在所述探杆与两个所述洁净滑块之间均设置有往复移动组件，所述往复移动组件的往复移动方向与所述洁净滑块的移动方向垂直，所述往复移动组件为微型直线驱动器。

5.根据权利要求4所述的多尺寸兼容晶圆扫描装置，其特征在于，所述微型直线驱动器包括动子和定子，所述动子与所述定子相配合，所述动子能在所述定子上往复移动；所述定子与所述洁净滑块连接，所述探杆与所述动子连接。

6.根据权利要求1-5任一所述的多尺寸兼容晶圆扫描装置，其特征在于，所述驱动部包括电机本体、编码器和丝杆，所述电机本体驱动所述丝杆往复移动，所述丝杆的端部连接有连接块，所述连接块与所述洁净钢绳连接。

7.根据权利要求1-5任一所述的多尺寸兼容晶圆扫描装置，其特征在于，所述壳体包括安装板和防尘外壳，所述防尘外壳围合在所述安装板上，所述驱动组件设置在所述安装板上位于所述防尘外壳一侧，所述滑动组件设置在所述安装板上远离所述防尘外壳的一侧。

8.根据权利要求1-5任一所述的多尺寸兼容晶圆扫描装置，其特征在于，所述驱动组件和所述滑动组件均设置在所述壳体内。

9.一种晶圆扫描方法，其特征在于，采用如权利要求4所述的多尺寸兼容晶圆扫描装置，包括如下步骤：

S1：控制器由程序预设及上位机通讯确定多尺寸兼容晶圆扫描装置集成方式，同时确定待扫描晶圆尺寸；

S2：所述驱动部驱动所述洁净绳轮移动，以带动所述发射端和所述接收端到达待扫描晶圆要求的指定位置，所述除尘机构运行，排除颗粒污染物，并在下一步动作之前停止运行；

S3：所述多尺寸兼容晶圆扫描装置依据集成方式执行下一步动作；

与Loadport集成时，Loadport开启FOUP门，所述晶圆扫描装置随Loadport扫描框架运动，所述探杆探入FOUP或晶舟，并随FOUP门一起下降；所述对射传感器扫描FOUP或晶舟，所述晶圆扫描装置下降至最低层晶圆所在位置下方后，随Loadport扫描框架退出FOUP或晶舟，并继续随FOUP门降至行程最低点；

与SMIF Port集成时，SMIF Port开启SMIF晶盒，晶舟与晶盒基座一起同晶盒外壳分离，当二者运动至所述探杆处于晶盒基座与晶舟内最下层晶圆之间时，两组所述微型直线驱动器运动至行程最远端，带动两组所述探杆及所述对射传感器探入晶舟；随着晶舟、晶盒基座一起与晶盒外壳继续分离，所述对射传感器对晶舟内的晶圆完成扫描；之后两组所述微型直线驱动器运动至行程最近端，带动两组所述探杆及所述对射传感器离开晶舟；

与晶圆搬运机械手末端执行器集成时，所述多尺寸兼容晶圆扫描装置随晶圆搬运机械手探入FOUP或晶舟，之后在竖直方向运动，扫描晶圆；

S4：所述对射传感器将扫描信号经放大器传送给控制器，控制器依据扫描信号的变化规律得出扫描结果，判断各层晶圆是否为正常、空片或异常情况，晶圆扫描完成；控制器将扫描结果输出到显示设备并传输至上位机。

10.根据权利要求9所述的晶圆扫描方法，其特征在于，与SMIF Port集成时，所述对射传感器的光纤采用耐屈曲光纤。

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