CN116504662A - 一种晶圆检测装置、机械手臂及晶圆监测方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种晶圆检测装置、机械手臂及晶圆监测方法，该晶圆监测装置包括：至少两个感应器，每个支撑臂部上对应设置一个感应器，感应器包括光发射端和光接收端，光发射端所发射的光束可直接照向感应区、或者可被晶圆反射至感应区，光接收端被配置为能够根据光感应区所接收到的光线参数，产生相应的感应信号；及处理器，与光接收端连接，用于根据至少两个感应器所反馈的感应信号，确定晶圆当前位姿信息，晶圆当前位姿信息包括以下至少一项：晶圆位置偏移信息及晶圆的尺寸信息。本公开的晶圆检测装置、机械手臂及晶圆监测方法，能够实时精确监控晶圆的尺寸与位置，有效避免有问题晶圆进入检测、清洗等设备内造成设备风险。

Description

一种晶圆检测装置、机械手臂及晶圆监测方法

技术领域

本发明涉及半导体晶圆制造技术领域，尤其涉及一种晶圆检测装置、机械手臂及晶圆监测方法。

背景技术

在半导体晶圆制造领域，工序中各设备离不开晶圆夹持传送装置。在相关技术中，晶圆夹持传送装置可采用机械手臂来完成，若在夹持传输时不能对晶圆的尺寸做到精确卡控，会使得一些尺寸偏大或者偏小的晶圆流入后端设备，造成在设备前端模组、检测腔室、清洗槽等部位掉片甚至碎片。处理这些碎片耗费人力物力，且当晶圆破碎后很难清理干净，碎片崩碎时的内部应力会扎进设备本体单元，造成机械硬件的损坏、设备内环境颗粒污染和金属污染，短时间不能恢复生产。

传统的晶圆夹持传送装置的机械手臂一般可分为两类，一类是气缸式，一类是电机式。其中，气缸式晶圆夹持系统是在气缸上设置两个位置传感器，来感应推杆的位置，以此根据两个位置传感器的感应信号，来判断推杆(Pusher)是否达到正确的夹持(Clamp)及松开(Unclamp)位置，这种位置传感器的精度不高，且仅能监测推杆的当前伸缩位置，并不能对晶圆尺寸和位置有很好的灵敏度。此外，气缸的驱动方式也决定了推杆的运动只能有两个极限位置(Clamp/Unclamp)，无法在运动的过程中停止。

电机式晶圆夹持系统都是采用挡片和U型传感器配套使用，虽然也可以来判断推杆是否到达正常的夹持和松开位置，但是硬件结构缺陷，导致精度无法准确感知晶圆尺寸及位置的细微差异。

由此可见，现有的晶圆传送夹持装置无法精确感知晶圆的尺寸与位置信息，导致掉片、以及在设备前端模组、检测腔室、清洗槽等部位掉落碎片。通过传统的气缸传感器和挡片式传感器无法满足对晶圆的尺寸及位置监控精度需求。

发明内容

本公开实施例目的在于提供一种晶圆检测装置、机械手臂及晶圆监测方法，能够实时精确监控晶圆的尺寸与位置，有效避免有问题晶圆进入检测、清洗等设备内造成设备风险。

本公开实施例所提供的技术方案如下：

一种晶圆监测装置，用于监测机械手臂上晶圆位姿；所述机械手臂包括：用于承载晶圆的机械手臂本体，所述机械手臂本体包括基部、及连接至所述基部上的两个支撑臂部，两个所述支撑臂部均沿第一方向延伸且在第二方向上间隔开设置，所述第一方向与所述第二方向交叉；

所述晶圆监测装置包括：

至少两个感应器，每个所述支撑臂部上对应设置一个所述感应器，所述感应器包括光发射端和光接收端，所述光发射端所发射的光束可直接照向所述光接收端、或者可被晶圆反射至所述光接收端，所述光接收端被配置为能够根据所述光接收端所接收到的光线参数，产生相应的感应信号；及

处理器，与所述光接收端连接，用于根据至少两个所述感应器所反馈的感应信号，确定晶圆当前位姿信息，所述晶圆当前位姿信息包括以下至少一项：晶圆位置偏移信息及晶圆的尺寸信息。

示例性的，所述处理器具体包括：

第一存储模块，用于预先存储第一预设光线接收面积参数，所述第一预设接收面积参数表征所述晶圆尺寸为预定尺寸时，两个所述感应器所反馈的当前光线接收面积参数；

第一比较模块，与所述第一存储模块连接，用于接收将来自两个所述感应器的光线接收面积参数，并与所述第一预设光线接收面积参数进行比较，得到第一比较结果；

第一判断模块，与所述第一比较模块连接，用于根据所述第一比较结果，判断所述晶圆尺寸是否符合预定尺寸。

示例性的，所述处理器具体包括：

第二存储模块，用于预先存储第二预设光线接收面积参数，所述第二预设接收面积参数表征所述晶圆位置未偏移时两个所述感应器所反馈的当前光线接收面积参数差值；

计算模块，与所述第二存储模块连接，用于接收将来自两个所述感应器的光线接收面积参数，并计算两个所述感应器的光线接收面积参数的当前差值；

第二比较模块，与所述计算模块连接，用于将所述当前差值与所述第二预设光线接收面积参数进行比较，得到第二比较结果；

第二判断模块，与所述第二比较模块连接，用于根据所述第二比较结果，判断所述晶圆当前位置是否偏移。

一种机械手臂，所述机械手臂包括：

用于承载晶圆的机械手臂本体，所述机械手臂本体包括基部、及连接至所述基部上的两个支撑臂部，两个所述支撑臂部均沿第一方向延伸且在第二方向上间隔开设置，所述第一方向与所述第二方向交叉；

至少两个感应器，每个所述支撑臂部上对应设置一个所述感应器，所述感应器包括光发射端和光接收端，所述光发射端所发射的光束可直接照向所述光接收端、或者可被晶圆反射至所述光接收端，所述光接收端被配置为能够根据所述光接收端所接收到的光线参数，产生相应的感应信号；

处理器，与所述光接收端连接，用于根据至少两个所述感应器所反馈的感应信号，确定晶圆当前位姿信息，所述晶圆当前位姿信息包括以下至少一项：晶圆位置偏移信息及晶圆的尺寸信息。

示例性的，所述支撑臂部包括沿着所述第一方向相对的第一侧端和第二侧端，所述基部位于所述第一侧端，所述光接收端设置在所述支撑臂部的靠近所述第一侧端的区域，且所述光接收端包括沿所述第一方向延伸的条状的光感应区，且所述光接收端具体被配置为能够根据所述光感应区的当前光线接收面积参数，产生相应的感应信号。

示例性的，所述处理器具体包括：

第一存储模块，用于预先存储第一预设光线接收面积参数，所述第一预设接收面积参数表征所述晶圆尺寸为预定尺寸时，两个所述感应器所反馈的当前光线接收面积参数；

第一比较模块，与所述第一存储模块连接，用于接收将来自两个所述感应器的光线接收面积参数，并与所述第一预设光线接收面积参数进行比较，得到第一比较结果；

第一判断模块，与所述第一比较模块连接，用于根据所述第一比较结果，判断所述晶圆尺寸是否符合预定尺寸。

示例性的，所述处理器具体包括：

第二存储模块，用于预先存储第二预设光线接收面积参数，所述第二预设接收面积参数表征所述晶圆位置未偏移时两个所述感应器所反馈的当前光线接收面积参数差值；

计算模块，与所述第二存储模块连接，用于接收将来自两个所述感应器的光线接收面积参数，并计算两个所述感应器的光线接收面积参数的当前差值；

第二比较模块，与所述计算模块连接，用于将所述当前差值与所述第二预设光线接收面积参数进行比较，得到第二比较结果；

第二判断模块，与所述第二比较模块连接，用于根据所述第二比较结果，判断所述晶圆当前位置是否偏移。

示例性的，所述晶圆位于所述机械手臂本体上且位置未偏移时，所述晶圆与所述光感应区在所述机械手臂本体的承载面上的正投影重合，且在所述第一方向上，所述光感应区的延伸长度小于所述晶圆的宽度。

一种晶圆监测方法，采用如上所述的晶圆监测装置对机械手臂上的晶圆进行位姿监测；所述方法包括如下步骤：

将晶圆置于所述机械手臂本体上；

控制所述光发射器开始向发射光束，其中该光束可直接照向所述光接收端、或者可被晶圆反射至所述光接收端，以使所述光接收端根据所述光感应区所接收到的光线参数，产生相应的感应信号；

根据至少两个所述感应器所反馈的感应信号，确定晶圆当前位姿信息，所述晶圆当前位姿信息包括以下至少一项：晶圆位置偏移信息及晶圆的尺寸信息。

示例性的，所述根据至少两个所述感应器所反馈的感应信号，确定晶圆当前位姿信息，具体包括：

预先存储第一预设光线接收面积参数，所述第一预设接收面积参数表征所述晶圆尺寸为预定尺寸时，两个所述感应器所反馈的当前光线接收面积参数；

接收将来自两个所述感应器的光线接收面积参数，并与所述第一预设光线接收面积参数进行比较，得到第一比较结果；

根据所述第一比较结果，判断所述晶圆尺寸是否符合预定尺寸；

所述根据至少两个所述感应器所反馈的感应信号，确定晶圆当前位姿信息，具体还包括：

预先存储第二预设光线接收面积参数，所述第二预设接收面积参数表征所述晶圆位置未偏移时两个所述感应器所反馈的当前光线接收面积参数差值；

接收将来自两个所述感应器的光线接收面积参数，并计算两个所述感应器的光线接收面积参数的当前差值；

将所述当前差值与所述第二预设光线接收面积参数进行比较，得到第二比较结果；

根据所述第二比较结果，判断所述晶圆当前位置是否偏移。

本公开实施例所带来的有益效果如下：

上述方案中，在机械手臂的两个支撑臂部上分别设置一个感应器，感应器可通过光接收端所接收到的未被晶圆遮挡或被晶圆反射的光线接收参数，来产生相应的感应信号，根据该感应信号来确定晶圆当前的尺寸是否满足尺寸规格要求、以及晶圆位置是否偏移，以确定晶圆是否处于较好的夹持位置，防止了因晶圆尺寸不达标、位置偏移的问题，造成在设备前端模组、检测腔室、清洗槽等部位因为碎片导致的硬件损毁、及长时间因内环境问题造成的宕机。

附图说明

图1表示本公开实施例提供的机械手臂在夹持晶圆时的结构示意图；

图2表示本公开实施例提供的晶圆监测装置中光接收器与光发射器的光路感应方式之一；

图3表示本公开实施例提供的晶圆监测装置中光接收器与光发射器的光路感应方式之二；

图4表示本公开实施例提供的晶圆监测方法的流程图；

图5表示本公开一些实施例中晶圆监测装置中处理器的结构框图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例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公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在对本公开实施例提供的晶圆外延生长基座支撑架及装置进行详细说明之前，有必要对相关技术进行以下说明：

本公开实施例所提供的晶圆监测装置用于监测机械手臂上晶圆位姿。

如图1所示，所述机械手臂10包括：

用于承载晶圆20的机械手臂本体11，所述机械手臂本体11包括基部111、及连接至所述基部111上的两个支撑臂部112，两个所述支撑臂部112均沿第一方向X延伸且在第二方向Y上间隔开设置，所述第一方向X与所述第二方向Y交叉；及

推杆12，所述推杆12用于推动晶圆20，以使晶圆20进入夹持位置或松开位置。

如图1和图5所示，所述晶圆监测装置包括：

至少两个感应器30，每个所述支撑臂部112上对应设置一个所述感应器30，所述感应器30包括光发射端31和光接收端32，所述光发射端31所发射的光束可直接照向所述光接收端、或者可被晶圆20反射至所述光接收端，所述光接收端32被配置为能够根据所述光接收端所接收到的光线参数，产生相应的感应信号；及

处理器40，与所述光接收端32连接，用于根据至少两个所述感应器30所反馈的感应信号，确定晶圆20当前位姿信息，所述晶圆20当前位姿信息包括以下至少一项：晶圆20位置偏移信息及晶圆20的尺寸信息。

上述方案中，在机械手臂10的两个支撑臂部112上分别设置一个感应器30，感应器30可通过光接收端32所接收到的未被晶圆20遮挡或被晶圆20反射的光线接收参数，来产生相应的感应信号，根据该感应信号来确定晶圆20当前的尺寸是否满足尺寸规格要求、以及晶圆20位置是否偏移，以确定晶圆20是否处于较好的夹持位置，防止了因晶圆20尺寸不达标、位置偏移的问题，造成在设备前端模组、检测腔室、清洗槽等部位因为碎片导致的硬件损毁、及长时间因内环境问题造成的宕机。

需要说明的是，所述感应器30的光发射端31和光接收端32的感应方式可以有两种：

一种是，如图3所示，所述光发射端31和所述光接收端32分别设置在晶圆20在第三方向上的相对两侧，所述第三方向垂直所述第一方向X和所述第二方向Y，所述光发射端31所发射的光束可照向所述光接收端32，且照射范围至少覆盖所述光接收端32的感应区，当晶圆20承载于所述机械手臂本体11上时，所述光发射端31所发射的光束会被晶圆20部分遮挡而未能照射至所述光接收端32，从而可根据所述光接收端32所接收的光线参数来产生相应的感应信号。

另一种是，如图2所示，所述光发射端31和所述光接收端32可设置在晶圆20在第三方向上的同一侧，所述第三方向垂直所述第一方向X和所述第二方向Y，例如所述光发射端31和所述光接收端32均设置在所述晶圆20的下方，所述光发射器所发射的光束可照向所述晶圆20，并被所述晶圆20反射至所述光接收端32，从而可根据所述光接收端32所接收的光线参数来产生相应的感应信号。

示例性的，所述支撑臂部112包括沿着所述第一方向X相对的第一侧端和第二侧端，所述基部111位于所述第一侧端，所述光接收端32设置在所述支撑臂部112的靠近所述第一侧端的区域，且所述光接收端32包括沿所述第一方向X延伸的条状的光感应区，且所述光接收端32具体被配置为能够根据所述光感应区的当前光线接收面积参数，产生相应的感应信号。

上述方案，可在机械手臂10后方两侧嵌入式安装两个感应器30，使得机械手臂10在松开(Unclamp)状态时，晶圆20边缘处于所述光发射端31的三分之二处，且不用晶圆20背面接触。当机械手臂10上的推杆(Pusher)推动晶圆20达到正常夹持(Clamp)状态时，以所述光接收端32接收经所述晶圆20反射的光线产生感应信号为例，所述光发射端31开始朝向晶圆20发射光束，一部分光线照射到下表面被反射回所述光接收端32，另一部分光打不到晶圆20表面从而无法被反射至所述光接收端32。所述光接收端32具体被配置为能够根据所述光感应区的当前光线接收面积参数，产生相应的感应信号。

在一些示例性的实施例中，如图5所示，所述处理器40具体包括：

第一存储模块41，用于预先存储第一预设光线接收面积参数，所述第一预设接收面积参数表征所述晶圆20尺寸为预定尺寸时，两个所述感应器30所反馈的当前光线接收面积参数；

第一比较模块42，与所述第一存储模块41连接，用于接收将来自两个所述感应器30的当前光线接收面积参数，并与所述第一预设光线接收面积参数进行比较，得到第一比较结果；

第一判断模块43，与所述第一比较模块42连接，用于根据所述第一比较结果，判断所述晶圆20尺寸是否符合预定尺寸。

采用上述方案，通过计算在机械手臂10在夹持状态下，所述光接收端32所接收的光线面积，计算分析出晶圆20的具体尺寸是否满足场内所设预定尺寸(Spec1)需求。若否，则可发出晶圆20尺寸异常的报警。

需要说明的是，在实际的生产中，可以通过修改第一预设光线接收面积参数，来满足不同直径晶圆20的传送需求。此外，当所述第一比较结果为晶圆20尺寸小于预设尺寸时，所述处理器40可发送控制信号，以控制设备停止搬运。

作为一些示例性的实施例，所述处理器40具体包括：

第二存储模块44，用于预先存储第二预设光线接收面积参数，所述第二预设接收面积参数表征所述晶圆20位置未偏移时两个所述感应器30所反馈的当前光线接收面积参数差值；

计算模块45，与所述第二存储模块44连接，用于接收将来自两个所述感应器30的光线接收面积参数，并计算两个所述感应器30的光线接收面积参数的当前差值；

第二比较模块46，与所述计算模块45连接，用于将所述当前差值与所述第二预设光线接收面积参数进行比较，得到第二比较结果；

第二判断模块47，与所述第二比较模块46连接，用于根据所述第二比较结果，判断所述晶圆20当前位置是否偏移。

采用上述方案，当两个所述光接收端32所接收光线的面积差值大于第二预设光线接收面积参数(Spec2)时，则判断晶圆20当前夹持异常，所述处理器40可命令设备发出晶圆20可能掉落报警，从而防止未能正确夹持晶圆20而导致掉落的风险，减少由掉片引起的硬件损坏设备，降低宕机风险，提高设备寿命及使用效率。

此外，如图1和图5所示，本公开实施例还提供了一种机械手臂10，所述机械手臂10包括：

用于承载晶圆20的机械手臂本体11，所述机械手臂本体11包括基部111、及连接至所述基部111上的两个支撑臂部112，两个所述支撑臂部112均沿第一方向X延伸且在第二方向Y上间隔开设置，所述第一方向X与所述第二方向Y交叉；

至少两个感应器30，每个所述支撑臂部112上对应设置一个所述感应器30，所述感应器30包括光发射端31和光接收端32，所述光发射端31所发射的光束可直接照向所述光接收端、或者可被晶圆20反射至所述光接收端，所述光接收端32被配置为能够根据所述光接收端所接收到的光线参数，产生相应的感应信号；

处理器40，与所述光接收端32连接，用于根据至少两个所述感应器30所反馈的感应信号，确定晶圆20当前位姿信息，所述晶圆20当前位姿信息包括以下至少一项：晶圆20位置偏移信息及晶圆20的尺寸信息。

上述方案中，在机械手臂10的两个支撑臂部112上分别设置一个感应器30，感应器30可通过光接收端32所接收到的未被晶圆20遮挡或被晶圆20反射的光线接收参数，来产生相应的感应信号，根据该感应信号来确定晶圆20当前的尺寸是否满足尺寸规格要求、以及晶圆20位置是否偏移，以确定晶圆20是否处于较好的夹持位置，防止了因晶圆20尺寸不达标、位置偏移的问题，造成在设备前端模组、检测腔室、清洗槽等部位因为碎片导致的硬件损毁、及长时间因内环境问题造成的宕机。

需要说明的是，所述感应器30的光发射端31和光接收端32的感应方式可以有两种：

一种是，如图3所示，所述光发射端31和所述光接收端32分别设置在晶圆20在第三方向Z上的相对两侧，所述第三方向Z垂直所述第一方向X和所述第二方向Y，所述光发射端31所发射的光束可照向所述光接收端32，且照射范围至少覆盖所述光接收端32的感应区，当晶圆20承载于所述机械手臂本体11上时，所述光发射端31所发射的光束会被晶圆20部分遮挡而未能照射至所述光接收端32，从而可根据所述光接收端32所接收的光线参数来产生相应的感应信号。

另一种是，如图2所示，所述光发射端31和所述光接收端32可设置在晶圆20在第三方向Z上的同一侧，所述第三方向Z垂直所述第一方向X和所述第二方向Y，例如所述光发射端31和所述光接收端32均设置在所述晶圆20的下方，所述光发射器所发射的光束可照向所述晶圆20，并被所述晶圆20反射至所述光接收端32，从而可根据所述光接收端32所接收的光线参数来产生相应的感应信号。

示例性的，所述支撑臂部112包括沿着所述第一方向X相对的第一侧端和第二侧端，所述基部111位于所述第一侧端，所述光接收端32设置在所述支撑臂部112的靠近所述第一侧端的区域，且所述光接收端32包括沿所述第一方向X延伸的条状的光感应区，且所述光接收端32具体被配置为能够根据所述光感应区的当前光线接收面积参数，产生相应的感应信号。

上述方案，可在机械手臂10后方两侧嵌入式安装两个感应器30，使得机械手臂10在松开(Unclamp)状态时，晶圆20边缘处于所述光发射端31的三分之二处，且不用晶圆20背面接触。当机械手臂10上的推杆(Pusher)推动晶圆20达到正常夹持(Clamp)状态时，以所述光接收端32接收经所述晶圆20反射的光线产生感应信号为例，所述光发射端31开始朝向晶圆20发射光束，一部分光线照射到下表面被反射回所述光接收端32，另一部分光打不到晶圆20表面从而无法被反射至所述光接收端32。所述光接收端32具体被配置为能够根据所述光感应区的当前光线接收面积参数，产生相应的感应信号。

示例性的，如图5所示，所述处理器40具体包括：

第一存储模块41，用于预先存储第一预设光线接收面积参数，所述第一预设接收面积参数表征所述晶圆20尺寸为预定尺寸时，两个所述感应器30所反馈的当前光线接收面积参数；

第一比较模块42，与所述第一存储模块41连接，用于接收将来自两个所述感应器30的光线接收面积参数，并与所述第一预设光线接收面积参数进行比较，得到第一比较结果；

第一判断模块43，与所述第一比较模块42连接，用于根据所述第一比较结果，判断所述晶圆20尺寸是否符合预定尺寸。

采用上述方案，通过计算在机械手臂10在夹持状态下，所述光接收端32所接收的光线面积，计算分析出晶圆20的具体尺寸是否满足场内所设预定尺寸(Spec1)需求。若否，则可发出晶圆20尺寸异常的报警。

需要说明的是，在实际的生产中，可以通过修改第一预设光线接收面积参数，来满足不同直径晶圆20的传送需求。此外，当所述第一比较结果为晶圆20尺寸小于预设尺寸时，所述处理器40可发送控制信号，以控制设备停止搬运。

示例性的，如图5所示，所述处理器40具体包括：

第二存储模块44，用于预先存储第二预设光线接收面积参数，所述第二预设接收面积参数表征所述晶圆20位置未偏移时两个所述感应器30所反馈的当前光线接收面积参数差值；

计算模块45，与所述第二存储模块44连接，用于接收将来自两个所述感应器30的光线接收面积参数，并计算两个所述感应器30的光线接收面积参数的当前差值；

第二比较模块46，与所述计算模块45连接，用于将所述当前差值与所述第二预设光线接收面积参数进行比较，得到第二比较结果；

第二判断模块47，与所述第二比较模块46连接，用于根据所述第二比较结果，判断所述晶圆20当前位置是否偏移。

采用上述方案，当两个所述光接收端32所接收光线的面积差值大于第二预设光线接收面积参数(Spec2)时，则判断晶圆20当前夹持异常，所述处理器40可命令设备发出晶圆20可能掉落报警，从而防止未能正确夹持晶圆20而导致掉落的风险，减少由掉片引起的硬件损坏设备，降低宕机风险，提高设备寿命及使用效率。

示例性的，所述晶圆20位于所述机械手臂本体11上且位置未偏移时，所述晶圆20与所述光感应区在所述机械手臂本体11的承载面上的正投影重合，且在所述第一方向X上，所述光感应区的延伸长度小于所述晶圆20的宽度。

采用上述方案，当晶圆20未偏移时，晶圆20可覆盖所有光感应区。

此外，本公开实施例还提供了一种晶圆监测方法，采用本公开实施例所提供的晶圆监测装置对机械手臂10上的晶圆20进行位姿监测；所述方法包括如下步骤：

步骤S01、将晶圆20置于所述机械手臂本体11上；

步骤S02、控制所述光发射器开始向发射光束，其中该光束可直接照向所述光接收端、或者可被晶圆20反射至所述光接收端，以使所述光接收端32根据所述光感应区所接收到的光线参数，产生相应的感应信号；

步骤S03、根据至少两个所述感应器30所反馈的感应信号，确定晶圆20当前位姿信息，所述晶圆20当前位姿信息包括以下至少一项：晶圆20位置偏移信息及晶圆20的尺寸信息。

上述方案中，在机械手臂10的两个支撑臂部112上分别设置一个感应器30，感应器30可通过光接收端32所接收到的未被晶圆20遮挡或被晶圆20反射的光线接收参数，来产生相应的感应信号，根据该感应信号来确定晶圆20当前的尺寸是否满足尺寸规格要求、以及晶圆20位置是否偏移，以确定晶圆20是否处于较好的夹持位置，防止了因晶圆20尺寸不达标、位置偏移的问题，造成在设备前端模组、检测腔室、清洗槽等部位因为碎片导致的硬件损毁、及长时间因内环境问题造成的宕机。

示例性的，上述步骤S03具体包括：

步骤S031、预先存储第一预设光线接收面积参数，所述第一预设接收面积参数表征所述晶圆20尺寸为预定尺寸时，两个所述感应器30所反馈的当前光线接收面积参数；

步骤S032、接收将来自两个所述感应器30的光线接收面积参数，并与所述第一预设光线接收面积参数进行比较，得到第一比较结果；

步骤S033、根据所述第一比较结果，判断所述晶圆20尺寸是否符合预定尺寸；

步骤S034、预先存储第二预设光线接收面积参数，所述第二预设接收面积参数表征所述晶圆20位置未偏移时两个所述感应器30所反馈的当前光线接收面积参数差值；

步骤S035、接收将来自两个所述感应器30的光线接收面积参数，并计算两个所述感应器30的光线接收面积参数的当前差值；

步骤S036、将所述当前差值与所述第二预设光线接收面积参数进行比较，得到第二比较结果；

步骤S037、根据所述第二比较结果，判断所述晶圆20当前位置是否偏移。

采用上述方案，通过计算在机械手臂10在夹持状态下，所述光接收端32所接收的光线面积，计算分析出晶圆20的具体尺寸是否满足场内所设预定尺寸(Spec)需求。若否，则可发出晶圆20尺寸异常的报警。

需要说明的是，在实际的生产中，可以通过修改第一预设光线接收面积参数，来满足不同直径晶圆20的传送需求。此外，当所述第一比较结果为晶圆20尺寸小于预设尺寸时，所述处理器40可发送控制信号，以控制设备停止搬运。

当两个所述光接收端32所接收光线的面积差值大于第二预设光线接收面积参数(Spec)时，则判断晶圆20当前夹持异常，所述处理器40可命令设备发出晶圆20可能掉落报警，从而防止未能正确夹持晶圆20而导致掉落的风险，减少由掉片引起的硬件损坏设备，降低宕机风险，提高设备寿命及使用效率。

如图4所示，本公开实施例的晶圆监测方法具体的一种工作流程如下：

推杆12处于松开位置时，感应器30关闭；推杆12处于夹持位置时，感应器30打开；

处理器根据所接收到的两个感应器30的当前光线接收面积参数，与预设的第一预设光线接收参数(Spec1)进行比较，判断晶圆20尺寸是否满足预设规格，若是，则继续下一步，若否，则停止设备；

处理器根据所接收到的两个感应器30的当前光线接收面积参数差值，与预设的第二预设光线接收参数(Spec2)进行比较，判断晶圆20位置是否便宜，若是，则停止设备，若否，则继续下一步，进入正常的检测、清洗单元。

有以下几点需要说明：

(1)本公开实施例附图只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。

(2)为了清晰起见，在用于描述本公开的实施例的附图中，层或区域的厚度被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”或者可以存在中间元件。

(3)在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种晶圆监测装置，用于监测机械手臂上晶圆位姿；所述机械手臂包括：用于承载晶圆的机械手臂本体，所述机械手臂本体包括基部、及连接至所述基部上的两个支撑臂部，两个所述支撑臂部均沿第一方向延伸且在第二方向上间隔开设置，所述第一方向与所述第二方向交叉；其特征在于，

所述晶圆监测装置包括：

至少两个感应器，每个所述支撑臂部上对应设置一个所述感应器，所述感应器包括光发射端和光接收端，所述光发射端所发射的光束可直接照向所述光接收端、或者可被晶圆反射至所述光接收端，所述光接收端被配置为能够根据所述光接收端所接收到的光线参数，产生相应的感应信号；及

处理器，与所述光接收端连接，用于根据至少两个所述感应器所反馈的感应信号，确定晶圆当前位姿信息，所述晶圆当前位姿信息包括以下至少一项：晶圆位置偏移信息及晶圆的尺寸信息。

2.根据权利要求1所述的晶圆监测装置，其特征在于，

所述处理器具体包括：

第一存储模块，用于预先存储第一预设光线接收面积参数，所述第一预设接收面积参数表征所述晶圆尺寸为预定尺寸时，两个所述感应器所反馈的当前光线接收面积参数；

第一比较模块，与所述第一存储模块连接，用于接收将来自两个所述感应器的光线接收面积参数，并与所述第一预设光线接收面积参数进行比较，得到第一比较结果；

第一判断模块，与所述第一比较模块连接，用于根据所述第一比较结果，判断所述晶圆尺寸是否符合预定尺寸。

3.根据权利要求1所述的晶圆监测装置，其特征在于，

所述处理器具体包括：

第二存储模块，用于预先存储第二预设光线接收面积参数，所述第二预设接收面积参数表征所述晶圆位置未偏移时两个所述感应器所反馈的当前光线接收面积参数差值；

计算模块，与所述第二存储模块连接，用于接收将来自两个所述感应器的光线接收面积参数，并计算两个所述感应器的光线接收面积参数的当前差值；

第二比较模块，与所述计算模块连接，用于将所述当前差值与所述第二预设光线接收面积参数进行比较，得到第二比较结果；

第二判断模块，与所述第二比较模块连接，用于根据所述第二比较结果，判断所述晶圆当前位置是否偏移。

4.一种机械手臂，其特征在于，所述机械手臂包括：

用于承载晶圆的机械手臂本体，所述机械手臂本体包括基部、及连接至所述基部上的两个支撑臂部，两个所述支撑臂部均沿第一方向延伸且在第二方向上间隔开设置，所述第一方向与所述第二方向交叉；

至少两个感应器，每个所述支撑臂部上对应设置一个所述感应器，所述感应器包括光发射端和光接收端，所述光发射端所发射的光束可直接照向所述光接收端、或者可被晶圆反射至所述光接收端，所述光接收端被配置为能够根据所述光接收端所接收到的光线参数，产生相应的感应信号；

处理器，与所述光接收端连接，用于根据至少两个所述感应器所反馈的感应信号，确定晶圆当前位姿信息，所述晶圆当前位姿信息包括以下至少一项：晶圆位置偏移信息及晶圆的尺寸信息。

5.根据权利要求4所述的机械手臂，其特征在于，

所述支撑臂部包括沿着所述第一方向相对的第一侧端和第二侧端，所述基部位于所述第一侧端，所述光接收端设置在所述支撑臂部的靠近所述第一侧端的区域，且所述光接收端包括沿所述第一方向延伸的条状的光感应区，且所述光接收端具体被配置为能够根据所述光感应区的当前光线接收面积参数，产生相应的感应信号。

6.根据权利要5所述的机械手臂，其特征在于，

所述处理器具体包括：

第一存储模块，用于预先存储第一预设光线接收面积参数，所述第一预设接收面积参数表征所述晶圆尺寸为预定尺寸时，两个所述感应器所反馈的当前光线接收面积参数；

第一比较模块，与所述第一存储模块连接，用于接收将来自两个所述感应器的光线接收面积参数，并与所述第一预设光线接收面积参数进行比较，得到第一比较结果；

第一判断模块，与所述第一比较模块连接，用于根据所述第一比较结果，判断所述晶圆尺寸是否符合预定尺寸。

7.根据权利要求5所述的机械手臂，其特征在于，

所述处理器具体包括：

第二存储模块，用于预先存储第二预设光线接收面积参数，所述第二预设接收面积参数表征所述晶圆位置未偏移时两个所述感应器所反馈的当前光线接收面积参数差值；

计算模块，与所述第二存储模块连接，用于接收将来自两个所述感应器的光线接收面积参数，并计算两个所述感应器的光线接收面积参数的当前差值；

第二比较模块，与所述计算模块连接，用于将所述当前差值与所述第二预设光线接收面积参数进行比较，得到第二比较结果；

第二判断模块，与所述第二比较模块连接，用于根据所述第二比较结果，判断所述晶圆当前位置是否偏移。

8.根据权利要求4所述的机械手臂，其特征在于，

所述晶圆位于所述机械手臂本体上且位置未偏移时，所述晶圆与所述光感应区在所述机械手臂本体的承载面上的正投影重合，且在所述第一方向上，所述光感应区的延伸长度小于所述晶圆的宽度。

9.一种晶圆监测方法，其特征在于，采用如权利要求1至3任一项所述的晶圆监测装置对机械手臂上的晶圆进行位姿监测；所述方法包括如下步骤：

将晶圆置于所述机械手臂本体上；

控制所述光发射器开始向发射光束，其中该光束可直接照向所述光接收端、或者可被晶圆反射至所述光接收端，以使所述光接收端根据所述光感应区所接收到的光线参数，产生相应的感应信号；

根据至少两个所述感应器所反馈的感应信号，确定晶圆当前位姿信息，所述晶圆当前位姿信息包括以下至少一项：晶圆位置偏移信息及晶圆的尺寸信息。

10.根据权利要求9所述的晶圆监测方法，其特征在于，

所述根据至少两个所述感应器所反馈的感应信号，确定晶圆当前位姿信息，具体包括：

预先存储第一预设光线接收面积参数，所述第一预设接收面积参数表征所述晶圆尺寸为预定尺寸时，两个所述感应器所反馈的当前光线接收面积参数；

接收将来自两个所述感应器的光线接收面积参数，并与所述第一预设光线接收面积参数进行比较，得到第一比较结果；

根据所述第一比较结果，判断所述晶圆尺寸是否符合预定尺寸；

所述根据至少两个所述感应器所反馈的感应信号，确定晶圆当前位姿信息，具体还包括：

预先存储第二预设光线接收面积参数，所述第二预设接收面积参数表征所述晶圆位置未偏移时两个所述感应器所反馈的当前光线接收面积参数差值；

接收将来自两个所述感应器的光线接收面积参数，并计算两个所述感应器的光线接收面积参数的当前差值；

将所述当前差值与所述第二预设光线接收面积参数进行比较，得到第二比较结果；

根据所述第二比较结果，判断所述晶圆当前位置是否偏移。