CN116344409A - 一种晶圆异常位置的实时检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种晶圆异常位置的实时检测方法及装置，所述方法包括：采集晶圆盒内晶圆位置的实时图像；利用图像处理算法提取所述实时图像中的晶圆边缘和两侧托架边缘，根据所述晶圆边缘相对于所述两侧托架边缘的位置，以判断所述晶圆盒内的晶圆位置是否异常。本申请有效地解决了现有技术中利用Mapping传感器检测晶圆异常位置存在检测时间长、检测效率低，且易受检测环境影响等问题，本申请具有检测效率高、实时性强等优点。本申请提供的一种晶圆异常位置的实时检测装置不仅结构简单，且操作方便，能够及时快速地检测出晶圆盒内异常放置的晶圆，避免了进一步的安全事故，减少了经济损失。

Description

一种晶圆异常位置的实时检测方法及装置

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，特别是涉及一种晶圆异常位置的实时检测方法及装置。

背景技术

芯片制造就是利用薄膜沉积、光刻、刻蚀等工艺在硅片上雕刻复杂电路和电子元器件，同时利用离子注入等技术把需要的部分改造成有源器件。半导体芯片制造流程复杂，生产工序达上千道，制作过程技术要求较高，而不同生产工序之间的晶圆搬运则是通过晶圆搬运机器人完成。在现有的实际工艺中，还是会遇到在晶圆传运过程中，出现倾斜放置的晶圆被判定为正常水平的晶圆，导致末端执行器取晶圆时发生直接碰撞到倾斜的晶圆，或者倾斜晶圆被取出但是未被正确放置在末端执行器上，进而导致在搬运过程中发生晶圆滑片或者掉落等安全事故。或者是出现晶圆盒的侧门在打开时，由于侧门的锁定装置失效导致晶圆位置偏移，晶圆突出晶圆盒的情况；而晶圆在搬运到目标晶圆盒时也有没有放置到位，导致晶圆突出晶圆盒的情况。晶圆突出晶圆盒的情况不会立马产生安全事故，但如果不能及时发现，夹持式末端执行器在夹取突出的晶圆时容易受力不均，最后导致碎片的安全事故；或者是真空吸附式末端执行器在取晶圆时，由于晶圆偏移导致重心偏离原有设计，容易在搬运时发生滑片甚至掉落的安全事故。

现有对晶圆盒内的晶圆异常位置(包括晶圆的倾斜放置、突出放置、多片叠放、少放漏放等)的检测方法主要依靠Mapping传感器进行逐行多次检测。如图1A所示，Mapping传感器的原理是：光源经过光纤从发射器发出，接收器接收发射器发出的光，通过放大器对接收的光进行处理以得到光强信息；进而，控制器通过光强信息的变化来判断发射器和接收器之间的障碍物的存在与否及其对应的透光率。而利用Mapping传感器来检测半导体晶圆异常放置的情况，存在检测费时且不及时，检测效率低等问题；以致于缺乏对芯片制造工艺的安全性和准确度的实时监控。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种晶圆异常位置的实时检测方法及装置，用于解决现有技术中利用Mapping传感器检测晶圆异常位置存在检测时间长、检测效率低，且易受检测环境影响等其中任意一种的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面提供一种晶圆异常位置的实时检测方法，所述方法包括：采集晶圆盒内晶圆位置的实时图像；利用图像处理算法提取所述实时图像中的晶圆边缘和两侧托架边缘，根据所述晶圆边缘相对于所述两侧托架边缘的位置，以判断所述晶圆盒内的晶圆位置是否异常。

于本申请的第一方面的一些实施例中，所述晶圆盒设有一开口区，所述开口区暴露出晶圆的侧面；在采集晶圆盒内晶圆位置的实时图像的过程中，采集所述晶圆盒的开口区的图像作为所述晶圆的实时图像。

于本申请的第一方面的一些实施例中，所述采集晶圆盒内晶圆位置的实时图像，具体包括：从不同角度采集所述晶圆盒内晶圆位置的多个实时图像；将多个所述实时图像拟合成三维图像。

于本申请的第一方面的一些实施例中，所述利用图像处理算法提取所述实时图像中的晶圆边缘和两侧托架边缘，根据所述晶圆边缘相对于所述两侧托架边缘的位置，以判断所述晶圆盒内的晶圆位置是否异常，具体包括：利用图像处理算法提取所述实时图像中的晶圆边缘和两侧托架边缘，并得到晶圆边缘与两侧托架边缘的实时相交点；将所述实时相交点与标准相交点进行对比，以判断所述晶圆盒内的晶圆是否突出放置；其中，所述标准相交点为晶圆盒内的晶圆位于标准位置时晶圆边缘与两侧托架边缘的相交点；将提取到的所述晶圆边缘与所述两侧托架边缘所在水平线进行对比，以判断所述晶圆盒内的晶圆是否倾斜放置；将提取到的所述晶圆边缘的厚度与标准晶圆厚度进行对比，以判断所述晶圆盒内的晶圆是否重叠放置或缺失放置。

于本申请的第一方面的一些实施例中，所述方法还包括：基于所述实时相交点以得到所述两侧托架边缘的暴露长度，据以反推出所述晶圆相对于标准位置的突出长度。

于本申请的第一方面的一些实施例中，所述方法还包括：基于提取到的所述晶圆边缘，结合所述两侧托架边缘所在水平线，据以计算得到所述晶圆的倾斜角度。

于本申请的第一方面的一些实施例中，所述方法还包括：当检测到晶圆处于异常位置时，发出报警信号。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第二方面提供一种晶圆异常位置的实时检测装置，包括：晶圆搬运单元，包括末端执行器，所述末端执行器的转轴连接部上设有驱动部件；光学检测单元，设于所述驱动部件上并在其带动下朝向晶圆盒的开口区方向，用于采集晶圆盒内晶圆位置的实时图像；图像处理单元，电性连接所述光学检测单元，用于利用图像处理算法提取所述实时图像中的晶圆边缘和两侧托架边缘，根据所述晶圆边缘相对于所述两侧托架边缘的位置，以判断所述晶圆盒内的晶圆位置是否异常；其中，所述图像处理单元输出晶圆位置信号；所述晶圆位置信号包括晶圆标准位置信号和晶圆异常位置信号；所述晶圆异常位置信号包括：晶圆突出、晶圆倾斜、晶圆重叠、晶圆缺失中任意一种或多种组合。

于本申请的第二方面的一些实施例中，所述装置还包括：控制单元，电性连接并控制所述驱动部件；所述控制单元还通信连接所述图像处理单元，用于接收所述图像处理单元输出的晶圆位置信号并向外传送对应指令；其中，当所述控制单元接收到所述晶圆异常位置信号时，向外传送报警指令；当所述控制单元接收到所述晶圆标准位置信号时，向外传送正常指令。

于本申请的第二方面的一些实施例中，所述装置还包括：报警单元，电性连接所述控制单元，用于接受所述报警指令以发出报警信号。

综上所述，本申请提供的一种晶圆异常位置的实时检测方法及装置，具有以下有益效果：本申请有效地解决了现有技术中利用Mapping传感器检测晶圆异常位置存在检测时间长、检测效率低，且易受检测环境影响等问题，本申请具有检测效率高、实时性强等优点。本申请提供的一种晶圆异常位置的实时检测装置不仅结构简单，且操作方便，能够及时快速地检测出晶圆盒内异常放置的晶圆，避免了进一步的安全事故，减少了经济损失。

附图说明

图1A显示为现有技术中利用Mapping传感器对晶圆盒进行扫描的路径示意图；其中，图1A-1、图1A-2、图1A-3分别表示Mapping传感器逐步靠近晶圆盒的过程。

图1B显示为现有技术中基于Mapping传感器检测晶圆边缘的原理示意图；其中，图1B-1表示Mapping传感器的发射器发出的光线没有被遮挡的情况；图1B-2表示Mapping传感器的发射器发出的光线被遮挡的情况。

图2显示为本申请于一实施例中的一种晶圆异常位置的实时检测方法的流程示意图。

图3A显示为本申请于一实施例中晶圆盒部分结构的立体示意图。

图3B显示为本申请于一实施例中的晶圆盒内晶圆存放位置的二维正视图。

图3C显示为本申请于一实施例中的晶圆盒内晶圆存放位置的三维示意图。

图4A显示为本申请于一实施例中的一种晶圆异常位置的实时检测装置的侧视图。

图4B显示为本申请于一实施例中的一种晶圆异常位置的实时检测装置的另一角度立体示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。

在通篇说明书中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固持”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)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数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过下述实施例并结合附图，对本发明实施例中的技术方案的进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

为解决现有问题，本申请提出一种晶圆异常位置的实时检测方法及装置，用于解决现有技术中利用Mapping传感器检测晶圆异常位置存在检测时间长、检测效率低，且易受检测环境影响等其中任意一种的技术问题。

如图1A所示，展示为现有技术中利用Mapping传感器对晶圆盒进行扫描的路径示意图；其中，图1A-1、图1A-2、图1A-3分别表示Mapping传感器逐步靠近晶圆盒的过程。如图1B所示，展示为现有技术中基于Mapping传感器检测晶圆边缘的原理示意图；其中，图1B-1表示Mapping传感器的发射器发出的光线没有被遮挡的情况；图1B-2表示Mapping传感器的发射器发出的光线被遮挡的情况。所述Mapping传感器10安装于末端执行器的晶圆搬运部的最前端，通常在取晶圆时会利用Mapping传感器10多次逐行扫描晶圆盒20内的晶圆放置情况，以对异常位置的晶圆21进行检测。具体步骤包括：

1)首先，将末端执行器运动到晶圆盒20的最底层，并使得Mapping传感器10的接收器12和发射器11连线距离晶圆21的外切线为第一预设距离，如10mm(结合图1A-1所示)；

2)然后将末端执行器自下而上垂直运动，通过Mapping传感器10逐层检测是否有晶圆突出放置的情况。如果有突出放置的晶圆，那么发射器11的光源会被短暂遮挡，导致接收器12接收的光强信号发生变化，从而检测到突出放置的晶圆，并做报警处理；如果没有突出放置的晶圆，那么在第一预设距离处进行扫描并没有发现光强信号异常；

3)其次，将末端执行器逐渐靠近晶圆盒20，使得Mapping传感器10的接收器12和发射器11连线距离晶圆21的外切线为第二预设距离，如5mm(结合图1A-2所示)；重复步骤2)，将末端执行器自上而下逐层扫描。若接收器12接收的光强信号一直稳定不变，说明没有突出放置的晶圆；

4)最后，将末端执行器运动至晶圆盒20内，使得Mapping传感器10的接收器12和发射器11连线距离晶圆21的外切线为第三预设距离，如-8mm(结合图1A-3所示，另外，由于末端执行器为叉型结构，而晶圆为圆形结构，所以末端执行器并不会与晶圆盒内的晶圆发生碰撞)；并通过固定末端执行器的垂直运动速度以检测晶圆21异常放置的情况。原理是：当末端执行器垂直运动的速度恒定时，正常水平放置的晶圆和异常倾斜放置的晶圆遮挡光源的时间是不同的，光完全被正常放置的晶圆遮挡的时间小于异常放置(包括倾斜、叠放等)的晶圆遮挡的时间。当然，如果晶圆盒内的某个托架上并未放置晶圆也会导致光源被遮挡时间的异常，也会被检测出来。

所以，现有技术基于Mapping传感器来检测晶圆盒内的晶圆异常放置情况，是通过光源是否被遮挡以及被遮挡时间的不同来判断的。其中，检测到的晶圆的异常位置包括：突出放置、倾斜放置、叠放及漏放等任意一种或多种组合的情况。

但是，基于Mapping传感器来检测晶圆盒内的晶圆异常放置情况，还存在以下问题：

1、由于Mapping传感器只能检测发射器和接收器正对的区域，采样范围小，为了避免碰撞突出放置的晶圆，因此需要末端执行器逐步靠近晶圆盒，以进行多次循环扫描，检测时间长，检测效率低；

2、基于Mapping传感器的感光工作原理，利用Mapping传感器对晶圆异常位置进行检测易受环境影响，对检测环境要求较高，否则易导致检测结果不可靠；

3、在一个晶圆传运循环周期中，由于生产效率的要求较高，而利用Mapping传感器进行晶圆异常位置的检测效率较低，所以机器人并不能每次取放晶圆时都进行晶圆位置是否正确的检测；而当晶圆机器人只采用最初的记录时，对于晶圆盒传运过程中发生倾斜放置的意外情况，只能是发生事故后进行报警停机。

故，现有技术利用Mapping传感器来检测半导体晶圆异常放置的情况，存在检测费时且不及时，检测效率低等问题；以致于缺乏对芯片制造工艺的安全性和准确度的实时监控。为解决现有技术中存在的任一种问题，本申请提出了一种晶圆异常位置的实时检测方法及装置。

如图2所示，展示为本申请于一实施例中的一种晶圆异常位置的实时检测方法的流程示意图，所述方法包括以下步骤：

步骤S1：采集晶圆盒内晶圆位置的实时图像。

需说明的是，可采用CMOS图像传感器等图像采集装置采集所述晶圆盒内晶圆状态的实时图像。所述晶圆状态包括晶圆在所述晶圆容纳装置内存放位置状态，所述实时图像反映的是在进行采集操作时，所述晶圆在所述晶圆盒内存放的实时位置。

如图3A所示，展示为本申请于一实施例中晶圆盒部分结构的立体示意图。

于本申请一实施例中，所述晶圆盒100设有一开口区100A，所述开口区100A暴露出晶圆120的侧面；在采集晶圆盒100内晶圆位置的实时图像的过程中，采集所述晶圆盒100的开口区100A的图像作为所述晶圆的实时图像。

例如，在本发明一具体实施方式中，如图3B所示，所述晶圆120存放于所述晶圆盒100内时，包括呈倾斜放置、重叠放置、缺失放置或者标准状态，则此时采集形成的图像即为所述实时图像。图3B中，从上至下的前3片晶圆120A为标准状态，第4片晶圆120B为2片晶圆重叠放置，第5片晶圆120C为倾斜放置，以下没有晶圆的可视为缺失放置。

需说明的是，所述晶圆盒100内设有晶圆托架110，用于存放晶圆120；所述晶圆托架110包括两侧托架111和后侧托架112。

于本申请一实施例中，所述步骤S1具体包括：

a、从不同角度采集所述晶圆盒内晶圆位置的多个整体实时图像；例如：从俯视角度、仰视角度、主视角度等多个角度对晶圆盒的开口区进行图像采集。

b、将多个所述实时图像拟合成三维图像。

为了避免由于采集角度而造成采集的实时图像不能准确反映所述晶圆的实时位置，在本具体实施方式中，优选在所述开口区100A的水平中心轴线上的预设位置处采集所述晶圆盒的开口区的图像。

另外，本申请不仅可以在固定预设位置处对整体开口区图像进行实时采集整体实时图像；所述图像采集装置还可以沿所述开口区100A的竖直中心轴线，从所述晶圆盒最底层开始自下而上或从所述晶圆盒最顶层上方自上而下逐层采集所述晶圆盒内晶圆位置的多个分层实时图像；并将逐层采集到的多个分层实时图像拼接成三维实时图像。可以通过所述三维实时图像提取到朝向开口区的二维正视图，以显示所述晶圆位置是否异常(如倾斜、重叠、漏放等)。并且通过所述三维实时图像可以直接显示出所述晶圆位置是否突出放置。

其中，所述分层实时图像中包括对应水平层晶圆及其下层晶圆(对所述水平层晶圆判断其是否存在倾斜、重叠、缺失等异常放置；对所述下层晶圆判断其是否突出放置)。可以将逐层采集到的分层实时图像拼接成一个整体实时图像。

步骤S2：利用图像处理算法提取所述实时图像中的晶圆边缘和两侧托架边缘，根据所述晶圆边缘相对于所述两侧托架边缘的位置，以判断所述晶圆盒内的晶圆位置是否异常。

于本申请一实施例中，所述步骤S2具体包括：

1)利用图像处理算法提取所述实时图像中的晶圆边缘和两侧托架边缘，并得到晶圆边缘与两侧托架边缘的实时相交点；将所述实时相交点与标准相交点进行对比，以判断所述晶圆盒内的晶圆是否突出放置；其中，所述标准相交点为晶圆盒内的晶圆位于标准位置时晶圆边缘与两侧托架边缘的相交点。

结合图3C可知，所述实时相交点为位置b；所述标准相交点为位置a。当所述实时相交点偏离所述标准相交点所在预设标准线时，可判断对应晶圆为突出位置。

于本申请一实施例中，所述方法还包括：基于所述实时相交点以得到所述两侧托架边缘的暴露长度，据以反推出所述晶圆相对于标准位置的突出长度。

例如，基于所述实时相交点可以计算得到所述两侧托架边缘的暴露长度，根据晶圆相对于晶圆托架的实物位置和CAD软件计算，当晶圆的圆心往晶圆盒的开口区方向分别运动0mm、3mm、6mm时，晶圆托架的暴露长度分别为27.7mm、26.22mm、24.8mm。因此，基于所述实时图像利用图像处理算法中的边缘提取可计算得到晶圆托架的暴露长度，据以反推出晶圆相对于标准位置的突出长度。

另外，所述方法还包括：基于所述实时相交点以得到所述两侧托架边缘的实时暴露长度，将所述实时暴露长度与标准暴露长度进行对比，以判断所述晶圆是否突出放置。当所述实时暴露长度小于所述标准暴露长度时，可判断对应晶圆为突出放置。其中，所述标准暴露长度为晶圆位于标准位置时晶圆托架的暴露长度，即基于所述标准相交点所得到的晶圆托架的暴露长度。

2)将提取到的所述晶圆边缘与所述两侧托架边缘所在水平线进行对比，以判断所述晶圆盒内的晶圆是否倾斜放置；

结合图3B可知，其中晶圆120C的晶圆边缘与所述两侧托架边缘所在水平线没有重合或平行，所以其为明显倾斜放置。

另外，本申请还可利用图像处理算法提取所述实时图像中的晶圆边缘和后侧托架边缘，将提取到的所述晶圆边缘与所述后侧托架边缘进行对比，以判断所述晶圆是否倾斜放置。

于本申请一实施例中，所述方法还包括：基于提取到的所述晶圆边缘，结合所述两侧托架边缘所在水平线，据以计算得到所述晶圆的倾斜角度。

例如，存放晶圆直径为300mm的晶圆盒的每层间距为10mm，当倾斜晶圆错位一层时，其与两侧托架边缘所在水平线的夹角可通过公式1计算得出：

同理可得，当倾斜晶圆错位两层时，其与两侧托架边缘所在水平线的夹角为3.84°；存放晶圆直径为200mm的晶圆盒的每层间距为8.6mm，当倾斜晶圆错位一层时，其与两侧托架边缘所在水平线的夹角可通过公式2计算得出：

故而，直径为300mm的晶圆与水平面的倾角至少为1.89°，直径为200mm的晶圆与水平面的倾角至少为2.46°。本申请通过图像处理算法可识别出倾斜放置的晶圆，并对倾斜角度大于预设倾角(例如：1.5°)的晶圆进行报警处理。

3)将提取到的所述晶圆边缘的厚度与标准晶圆厚度进行对比，以判断所述晶圆盒内的晶圆是否重叠放置或缺失放置。

结合图3B可知，其中晶圆120B的晶圆边缘厚度与标准晶圆厚度不一致，所以其为明显重叠放置。

例如，当利用图像处理算法提取到的晶圆边缘的厚度超过标准晶圆厚度的1.5倍时，即可判断该位置处的晶圆为重叠放置；而当没有提取到对应的晶圆边缘时，即可判断该位置处的晶圆为缺失放置。

于本申请一实施例中，所述方法还包括：当检测到晶圆处于异常位置时，发出报警信号。

例如，当晶圆托架的暴露长度≤预设阈值(例如27.7mm)；和/或，当晶圆边缘的倾斜角度≥预设倾角(例如1.5°)；和/或，当晶圆边缘的厚度≥标准晶圆厚度的1.5倍时，判断晶圆处于异常位置(突出放置、倾斜放置、重叠放置)并发出报警信号。

综上所述，本申请提供的一种晶圆异常位置的实时检测方法，通过采集晶圆盒内晶圆位置的实时图像；利用图像处理算法提取所述实时图像中的晶圆边缘和两侧托架边缘，根据所述晶圆边缘相对于所述两侧托架边缘的位置，以判断所述晶圆盒内的晶圆位置是否异常。

如图4A、4B所示，展示为本申请于一实施例中的一种晶圆异常位置的实时检测装置不同视角的结构示意图。所述一种晶圆异常位置的实时检测装置包括：

晶圆搬运单元410，包括末端执行器412，所述末端执行器412的转轴连接部上设有驱动部件413；

其中，所述晶圆搬运单元410还包括移动组件411，所述移动组件411和所述末端执行器412的转轴连接部转动连接，据以实现所述移动组件411在所述控制单元的控制下驱动所述末端执行器412运动。

所述驱动部件413优选转轴电机，可以使所述末端执行器412和所述光学检测单元420分别朝向不同方向运动。例如，当所述光学检测单元420在所述转轴电机的带动下转向正对晶圆盒100的开口区100A进行图像采集时，所述末端执行器412可以转向与之相对的方向，以避免所述末端执行器412对图像采集的干扰。

光学检测单元420，设于所述驱动部件413上并在其带动下朝向晶圆盒的开口区方向，用于采集晶圆盒内晶圆位置的实时图像；

其中，所述光学检测单元420在所述驱动部件413的带动下水平转动，优选朝向所述晶圆盒100的开口区100A并与之相隔预设距离(例如：所述光学检测单元420的镜头处所述晶圆盒的开口区100A相距80mm)进行图像采集。所述光学检测单元420与所述驱动部件413平行相接，且所述光学检测单元420的水平视野平行于晶圆盒内晶圆托架所在水平线。所述预设距离可保证采集到的图像较为完整且直观。

所述光学检测单元420包括光学传感器，可以是CCD图像传感器、CMOS图像传感器及CIS图像传感器中任意一种。所述光学检测单元420可快速检测出处于异常位置的晶圆，相较于Mapping传感器检测效率更高、实时性更强，可以避免进一步的安全事故。

图像处理单元(未图示)，电性连接所述光学检测单元420，用于利用图像处理算法提取所述实时图像中的晶圆边缘和两侧托架边缘，根据所述晶圆边缘相对于所述两侧托架边缘的位置，以判断所述晶圆盒内的晶圆位置是否异常；

其中，所述图像处理单元输出晶圆位置信号；所述晶圆位置信号包括晶圆标准位置信号和晶圆异常位置信号；所述晶圆异常位置信号包括：晶圆突出、晶圆倾斜、晶圆重叠、晶圆缺失中任意一种或多种组合。

所述图像处理单元能够接收所述光学检测单元420采集的实时图像，并利用图像处理算法提取所述实时图像中的晶圆边缘和两侧托架边缘，根据所述晶圆边缘相对于所述两侧托架边缘的位置，以判断所述晶圆盒内的晶圆位置是否异常。所述图像处理单元可为处理器等常规结构。

进一步，所述图像处理单元还能够将多个实时图像拟合形成三维图像，所述三维图像能够作为所述晶圆盒内晶圆位置的实时图像。

于本申请一实施例中，所述一种晶圆异常位置的实时检测装置还包括：控制单元(未图示)，电性连接并控制所述驱动部件413；所述控制单元还通信连接所述图像处理单元，用于接收所述图像处理单元输出的晶圆位置信号并向外传送对应指令；其中，

当所述控制单元接收到所述晶圆异常位置信号时，向外传送报警指令；

当所述控制单元接收到所述晶圆标准位置信号时，向外传送正常指令。

需说明的是，所述正常指令是指所述装置按照正常流程继续执行对应操作。

于本申请一实施例中，所述一种晶圆异常位置的实时检测装置还包括：报警单元(未图示)，电性连接所述控制单元，用于接受所述报警指令以发出报警信号。

需说明的是，本申请提供的一种晶圆异常位置的实时检测装置，可以对获取晶圆之前或者放置晶圆之后的晶圆盒内的晶圆位置进行分析，对采集到的晶圆盒内晶圆位置的实时图像通过图像处理算法进行分析以及时判断所述晶圆盒内的晶圆位置是否异常。

综上所述，本申请一种晶圆异常位置的实时检测方法及装置，包括：采集晶圆盒内晶圆位置的实时图像；利用图像处理算法提取所述实时图像中的晶圆边缘和两侧托架边缘，根据所述晶圆边缘相对于所述两侧托架边缘的位置，以判断所述晶圆盒内的晶圆位置是否异常。

本申请有效地解决了现有技术中利用Mapping传感器检测晶圆异常位置存在检测时间长、检测效率低，且易受检测环境影响等问题，本申请具有检测效率高、实时性强等优点。本申请提供的一种晶圆异常位置的实时检测装置不仅结构简单，且操作方便，能够及时快速地检测出晶圆盒内异常放置的晶圆，避免了进一步的安全事故，减少了经济损失。

本申请有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种晶圆异常位置的实时检测方法，其特征在于，所述方法包括：

采集晶圆盒内晶圆位置的实时图像；

利用图像处理算法提取所述实时图像中的晶圆边缘和两侧托架边缘，根据所述晶圆边缘相对于所述两侧托架边缘的位置，以判断所述晶圆盒内的晶圆位置是否异常。

2.根据权利要求1所述的一种晶圆异常位置的实时检测方法，其特征在于，所述晶圆盒设有一开口区，所述开口区暴露出晶圆的侧面；在采集晶圆盒内晶圆位置的实时图像的过程中，采集所述晶圆盒的开口区的图像作为所述晶圆的实时图像。

3.根据权利要求2所述的一种晶圆异常位置的实时检测方法，其特征在于，所述采集晶圆盒内晶圆位置的实时图像，具体包括：

从不同角度采集所述晶圆盒内晶圆位置的多个实时图像；

将多个所述实时图像拟合成三维图像。

4.根据权利要求1所述的一种晶圆异常位置的实时检测方法，其特征在于，所述利用图像处理算法提取所述实时图像中的晶圆边缘和两侧托架边缘，根据所述晶圆边缘相对于所述两侧托架边缘的位置，以判断所述晶圆盒内的晶圆位置是否异常，具体包括：

利用图像处理算法提取所述实时图像中的晶圆边缘和两侧托架边缘，并得到晶圆边缘与两侧托架边缘的实时相交点；将所述实时相交点与标准相交点进行对比，以判断所述晶圆盒内的晶圆是否突出放置；其中，所述标准相交点为晶圆盒内的晶圆位于标准位置时晶圆边缘与两侧托架边缘的相交点；

将提取到的所述晶圆边缘与所述两侧托架边缘所在水平线进行对比，以判断所述晶圆盒内的晶圆是否倾斜放置；

将提取到的所述晶圆边缘的厚度与标准晶圆厚度进行对比，以判断所述晶圆盒内的晶圆是否重叠放置或缺失放置。

5.根据权利要求4所述的一种晶圆异常位置的实时检测方法，其特征在于，所述方法还包括：基于所述实时相交点以得到所述两侧托架边缘的暴露长度，据以反推出所述晶圆相对于标准位置的突出长度。

6.根据权利要求4所述的一种晶圆异常位置的实时检测方法，其特征在于，所述方法还包括：基于提取到的所述晶圆边缘，结合所述两侧托架边缘所在水平线，据以计算得到所述晶圆的倾斜角度。

7.根据权利要求1所述的一种晶圆异常位置的实时检测方法，其特征在于，所述方法还包括：当检测到晶圆处于异常位置时，发出报警信号。

8.一种晶圆异常位置的实时检测装置，其特征在于，包括：

晶圆搬运单元，包括末端执行器，所述末端执行器的转轴连接部上设有驱动部件；

光学检测单元，设于所述驱动部件上并在其带动下朝向晶圆盒的开口区方向，用于采集晶圆盒内晶圆位置的实时图像；

图像处理单元，电性连接所述光学检测单元，用于利用图像处理算法提取所述实时图像中的晶圆边缘和两侧托架边缘，根据所述晶圆边缘相对于所述两侧托架边缘的位置，以判断所述晶圆盒内的晶圆位置是否异常；

其中，所述图像处理单元输出晶圆位置信号；所述晶圆位置信号包括晶圆标准位置信号和晶圆异常位置信号；所述晶圆异常位置信号包括：晶圆突出、晶圆倾斜、晶圆重叠、晶圆缺失中任意一种或多种组合。

9.根据权利要求8所述的一种晶圆异常位置的实时检测装置，其特征在于，所述装置还包括：控制单元，电性连接并控制所述驱动部件；所述控制单元还通信连接所述图像处理单元，用于接收所述图像处理单元输出的晶圆位置信号并向外传送对应指令；其中，当所述控制单元接收到所述晶圆异常位置信号时，向外传送报警指令；

当所述控制单元接收到所述晶圆标准位置信号时，向外传送正常指令。

10.根据权利要求9所述的一种晶圆异常位置的实时检测装置，其特征在于，所述装置还包括：报警单元，电性连接所述控制单元，用于接受所述报警指令以发出报警信号。

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