CN214010220U

CN214010220U - 机械手偏离检测装置

Info

Publication number: CN214010220U
Application number: CN202120225203.6U
Authority: CN
Inventors: 沈吉; 张军; 颜志军; 彭国发; 汤介峰; 荆泉; 陈力钧
Original assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Current assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Priority date: 2021-01-26
Filing date: 2021-01-26
Publication date: 2021-08-20
Anticipated expiration: 2031-01-26

Abstract

本实用新型提供了一种机械手偏离检测装置，包括机械手、预抽真空室及设置在所述预抽真空室内的多个传感器，每个所述传感器均包括发射端及接收端，所述机械手抓取一晶圆并经过所述传感器，若所述接收端接收到所述发射端发出的信号，则所述机械手的位置偏离，若所述接收端没有接收到所述发射端发出的信号，则所述机械手的位置正常。通过传感器的接收端是否接收到所述传感器的发射端发出的信号，来判断所述机械手的位置偏离，能够有效检测出机械手在抓取晶圆或传送晶圆时的手臂高度，做到提前预警功能，避免机械手在高度方向的偏移量过大，导致抓不到晶圆、滑片甚至撞至机台内部部件的问题。

Description

机械手偏离检测装置

技术领域

本实用新型涉及集成电路制造设备技术领域，尤其涉及一种机械手偏离检测装置。

背景技术

硅片的安全存取和输运是集成电路大生产线一个非常重要的技术指标，在生产过程中，通常要求由于输运设备自身导致的硅片破片率应小于十万分之一。并且，作为批量式硅片处理系统，相对于单片式工艺系统，每个生产工艺所需的硅片传输、硅片放置和取片次数更多，因而对硅片传输、硅片放置和取片的安全性和可靠性要求更高。

目前，机械手被广泛应用于半导体集成电路制造技术领域中，机械手是硅片传输系统中的重要设备，用于存取和输运工艺处理前和工艺处理后的硅片，其能够接受指令，精确地定位到三维或二维空间上的某一点进行取放硅片，既可对单枚硅片进行取放作业，也可对多枚硅片进行取放作业。

然而，当干刻设备的传送机械手将晶圆从晶圆传送盒内传送至工艺腔体的过程中，随着传送机械手运行时间的不断增长，传送机械手会随自身重量或者螺丝松动后发生偏移或者抖动，目前相关的检测设备只能测试传送机械手是否经过，但是无法具体检知传送机械手的高低水平度，一旦传送机械手在高度方向的偏移量过大，会导致传送机械手抓不到晶圆、滑片甚至撞至机台内部部件。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种机械手偏离检测装置，能够有效检测出机械手在抓取晶圆或传送晶圆时的手臂高度，做到提前预警功能，避免机械手在高度方向的偏移量过大，导致抓不到晶圆、滑片甚至撞至机台内部部件的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种机械手偏离检测装置，包括机械手、预抽真空室及设置在所述预抽真空室内的多个传感器，每个所述传感器均包括发射端及接收端，所述机械手抓取一晶圆并经过所述传感器，若所述接收端接收到所述发射端发出的信号，则所述机械手的位置偏离，若所述接收端没有接收到所述发射端发出的信号，则所述机械手的位置正常。

可选的，所述传感器为光电传感器或光纤传感器。

可选的，所述传感器发出的光线平行于所述机械手。

可选的，所述机械手偏离的范围不大于0.2mm。

可选的，同一所述传感器的发射端与接收端位于所述预抽真空室的相对的两个侧壁上。

可选的，同一所述传感器的发射端的中心与接收端的中心等高，且所述发射端的中心与所述机械手的中心等高。

可选的，多个所述传感器的发射端位于同一直线上，多个所述传感器的接收端位于同一直线上。

可选的，所述机械手的位置偏离时，所述传感器发出报警信号。

可选的，所述机械手上设置有机械手控制器，所述机械手控制器包括偏差读取单元和偏差调整单元，所述偏差读取单元接收传感器的报警信号并传输给偏差调整单元以对机械手进行调节。

可选的，所述机械手包括大气机械手及真空机械手，所述大气机械手抓取所述晶圆进入所述预抽真空室，所述真空机械手接收所述大气机械手传送的所述晶圆，所述大气机械手及所述真空机械手均经过若干所述传感器。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的机械手偏离检测装置的俯视图；

图2为本实用新型实施例提供的机械手位置正常的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的机械手位向上偏离的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的机械手位向下偏离的示意图；

其中，附图标记为：

10-机械手；20-预抽真空室；30-发射端；40-接收端。

具体实施方式

正如背景技术所述，机械手运行时间长了之后，随着自身重力或者螺丝送的其手臂位置可能发生偏离或抖动，导致抓取晶圆时，会蹭到下片晶圆的晶面或者上片晶圆由于高度不足抓片失败，或者在传送晶圆时发生划片。

基于此，本申请提供了一种机械手偏离检测装置，通过传感器的接收端是否接收到所述传感器的发射端发出的信号，来判断所述机械手的位置偏离，能够有效检测出机械手在抓取晶圆或传送晶圆时的手臂高度，做到提前预警功能，避免机械手在高度方向的偏移量过大，导致抓不到晶圆、滑片甚至撞至机台内部部件的问题。

下面将结合示意图对本实用新型的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实

请参照图1-图4，本申请提供了一种机械手偏离检测装置，包括机械手10、预抽真空室20及设置在所述预抽真空室20内的多个传感器，每个所述传感器均包括发射端30及接收端40，所述机械手10抓取一晶圆并经过所述传感器，若所述接收端40接收到所述发射端30发出的信号，则所述机械手10的位置偏离，若所述接收端40没有接收到所述发射端30发出的信号，则所述机械手10的位置正常。

具体的，晶圆从上一工艺的反应腔传送至下一工艺的反应腔之前，通常需要经过预抽真空室20进行抽真空处理，故可将传感器设置在预抽真空室20中，以便于检测机械手对晶圆的抓取以及传送。

本实施例中，结合图1，所述机械手10包括大气机械手及真空机械手，所述大气机械手抓取所述晶圆进入所述预抽真空室20，所述真空机械手接收所述大气机械手传送的所述晶圆，所述大气机械手及所述真空机械手均经过若干所述传感器。所述大气机械手从大气环境中抓取所述晶圆进入所述预抽真空室20，所述真空机械手接收所述晶圆并传送至下一反应腔，通过设置多个传感器监测所述大气机械手的传送过程及所述真空机械手的抓取及传送过程，能够有效检测所述大气机械手及所述真空机械手是否发生抖动或者偏移，以及所述抖动或者偏移是否过大。

本实施例中，所述传感器为光电传感器或光纤传感器。当然，也可以采用其他类型的传感器，本申请对此不作限制。光电传感器通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。光电传感器的发射端30对准机械手10发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收端40有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收端40的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。

本实施例中，所述传感器发出的光线平行于所述机械手10。所述机械手10抓取一晶圆并经过所述传感器，若所述接收端40接收到所述发射端30发出的光线信号，则所述机械手10的位置偏离，若所述接收端40没有接收到所述发射端30发出的光线信号，则所述机械手10的位置正常。

本实施例中，所述机械手10偏离的范围不大于0.2mm。可以理解为当所述机械手10偏离的范围小于或等于0.22mm时，所述机械手10具有一定的宽度，此时仍然能够遮挡住所述发射端30发出的光线信号，当所述机械手10偏离的范围大于2mm时，所述机械手10无法完全遮挡住所述发射端30发出的光线信号，说明此时机械手10的偏离过大，需要进行调整。并且，结合图3-图4，机械手10偏离的范围包括向上偏离及向下偏离两种情况，图3为本实用新型实施例提供的机械手位向上偏离的示意图；图4为本实用新型实施例提供的机械手位向下偏离的示意图。可根据机械手10的抖动范围，设计传感器的发射端30的尺寸大小，例如，所述机械手10的遮挡范围为2.4mm，所述手臂抖动的可接受范围为(-0.2，0.2)，则发射端30的尺寸大小2mm。

本实施例中，同一所述传感器的发射端30与接收端40位于所述预抽真空室20的相对的两个侧壁上。由于是对机械手10的高度方向的偏离进行监测，通过将同一所述传感器的发射端30与接收端40相对设置，以便于所述接收端40能够接收到所述发射端30传送信号。

进一步的，同一所述传感器的发射端30的中心与接收端40的中心等高，且所述发射端30的中心与所述机械手40的中心等高，以便于更好的检测所述机械手10向上偏离或向下偏离。

本实施例中，所述传感器为多个，多个所述传感器的发射端30位于同一直线上，多个所述传感器的接收端40位于同一直线上。通过设置多个传感器，以便于检测机械手10在抓取以及传送过程中是否发生了较大的偏离，从而对机械手10进行实时调整。

本实施例中，所述机械手10的位置偏离时，所述传感器发出报警信号。当所述机械手10的位置偏离时，所述传感器发出报警信号，以便于及时对所述机械手10进行调整。

进一步的，所述机械手10上设置有机械手控制器，所述机械手控制器包括偏差读取单元和偏差调整单元，所述偏差读取单元接收传感器的报警信号并传输给偏差调整单元以对机械手10进行调节。当所述机械手10的位置偏离时，所述传感器发出报警信号，所述偏差读取单元接收传感器的报警信号并传输给偏差调整单元，所述偏差调整单元及时对机械手10的高度进行调整，从而有效避免了机械手10在高度方向的偏移量过大，导致抓不到晶圆、滑片甚至撞至机台内部部件的问题。

综上，本实用新型实施例提供了一种机械手偏离检测装置，包括机械手、预抽真空室及设置在所述预抽真空室内的多个传感器，每个所述传感器均包括发射端及接收端，所述机械手抓取一晶圆并经过所述传感器，若所述接收端接收到所述发射端发出的信号，则所述机械手的位置偏离，若所述接收端没有接收到所述发射端发出的信号，则所述机械手的位置正常。通过传感器的接收端是否接收到所述传感器的发射端发出的信号，来判断所述机械手的位置偏离，能够有效检测出机械手在抓取晶圆或传送晶圆时的手臂高度，做到提前预警功能，避免机械手在高度方向的偏移量过大，导致抓不到晶圆、滑片甚至撞至机台内部部件的问题。

上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种机械手偏离检测装置，其特征在于，包括机械手、预抽真空室及设置在所述预抽真空室内的多个传感器，每个所述传感器均包括发射端及接收端，所述机械手抓取一晶圆并经过所述传感器，若所述接收端接收到所述发射端发出的信号，则所述机械手的位置偏离，若所述接收端没有接收到所述发射端发出的信号，则所述机械手的位置正常。

2.如权利要求1所述的机械手偏离检测装置，其特征在于，所述传感器为光电传感器或光纤传感器。

3.如权利要求2所述的机械手偏离检测装置，其特征在于，所述传感器发出的光线平行于所述机械手。

4.如权利要求3所述的机械手偏离检测装置，其特征在于，所述机械手偏离的范围不大于0.2mm。

5.如权利要求1所述的机械手偏离检测装置，其特征在于，同一所述传感器的发射端与接收端位于所述预抽真空室的相对的两个侧壁上。

6.如权利要求5所述的机械手偏离检测装置，其特征在于，同一所述传感器的发射端的中心与接收端的中心等高，且所述发射端的中心与所述机械手的中心等高。

7.如权利要求1所述的机械手偏离检测装置，其特征在于，多个所述传感器的发射端位于同一直线上，多个所述传感器的接收端位于同一直线上。

8.如权利要求1所述的机械手偏离检测装置，其特征在于，所述机械手的位置偏离时，所述传感器发出报警信号。

9.如权利要求8所述的机械手偏离检测装置，其特征在于，所述机械手上设置有机械手控制器，所述机械手控制器包括偏差读取单元和偏差调整单元，所述偏差读取单元接收传感器的报警信号并传输给偏差调整单元以对机械手进行调节。

10.如权利要求1所述的机械手偏离检测装置，其特征在于，所述机械手包括大气机械手及真空机械手，所述大气机械手抓取所述晶圆进入所述预抽真空室，所述真空机械手接收所述大气机械手传送的所述晶圆，所述大气机械手及所述真空机械手均经过若干所述传感器。