CN215118864U - 晶圆承载装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种晶圆承载装置，包括：承载本体、多个位置检测部件和处理器；其中，多个位置检测部件设置在承载本体上；位置检测部件，用于检测晶圆在第一平面的投影与位置检测部件在第一平面的投影是否存在重叠，并将检测结果发送给处理器；第一平面与晶圆的表面平行；承载本体，用于在处理器的控制下在距离晶圆表面一段距离的平面上沿第一方向移动；第一方向与晶圆表面平行；处理器，用于通过多个位置检测部件的检测结果，确定承载本体相对于晶圆的位置是否满足预设条件；处理器，还用于在确定承载本体相对于晶圆的位置满足预设条件时，控制承载本体向靠近晶圆表面的方向移动至晶圆表面所处的位置处，以使晶圆置于承载本体上。

Description

晶圆承载装置

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种晶圆承载装置。

背景技术

在半导体的制造过程中，需要将放置在晶圆存放装置(如晶圆传送盒(英文可以表达为Foup))中的晶圆(英文可以表达为Wafer)取出，然后传送至另一晶圆存放装置(如半导体工艺处理机台的反应腔室)中。实际应用中，一般采用机械手来执行前述取出操作。在机械手执行晶圆取出操作的过程中，需要将机械手放置在晶圆的下方离晶圆背面一段距离处，并移动机械手，以调整机械手与晶圆的相对位置，使得机械手与晶圆达到对准状态，之后，向上移动机械手，以使机械手托住晶圆，从而机械手能够带动晶圆移动至另一个晶圆存放装置中。然而，相关技术中，机械手执行晶圆取出操作的过程耗时长，效率低。

实用新型内容

为解决相关技术问题，本实用新型实施例提出一种晶圆承载装置。

本实用新型实施例提供了一种晶圆承载装置，包括：承载本体、多个位置检测部件和处理器；其中，

所述多个位置检测部件设置在所述承载本体上；

所述位置检测部件，用于检测晶圆在第一平面的投影与所述位置检测部件在所述第一平面的投影是否存在重叠，并将检测结果发送给所述处理器；所述第一平面与所述晶圆的表面平行；

所述承载本体，用于在所述处理器的控制下在距离所述晶圆表面一段距离的平面上沿第一方向移动；所述第一方向与所述晶圆表面平行；

所述处理器，用于通过所述多个位置检测部件的检测结果，确定所述承载本体相对于所述晶圆的位置是否满足预设条件；

所述处理器，还用于在确定所述承载本体相对于所述晶圆的位置满足所述预设条件时，控制所述承载本体向靠近晶圆表面的方向移动至所述晶圆表面所处的位置，以使所述晶圆置于所述承载本体上。

上述方案中，所述多个位置检测部件包括两个位置检测部件，所述两个位置检测部件对称地设置在所述承载本体上；

所述处理器，具体用于：

在所述承载本体沿第一方向移动的过程中，当所述两个位置检测部件在所述第一平面的投影与所述晶圆在第一平面的投影同时由存在重叠变为不存在重叠时，确定所述承载本体相对于所述晶圆的位置满足预设条件。

上述方案中，所述处理器，还用于：

在确定所述承载本体相对于所述晶圆的位置存在偏差时，控制所述承载本体在距离所述晶圆表面一段距离的平面上沿第二方向移动，以调整所述承载本体相对于所述晶圆的位置；所述第一方向与所述第二方向垂直。

上述方案中，所述处理器，具体用于：

在所述承载本体沿第一方向移动的过程中，通过所述两个位置检测部件在所述第一平面的投影与所述晶圆在第一平面的投影由不存在重叠变为存在重叠对应的时间差，确定所述承载本体相对于所述晶圆的位置偏差。上述方案中，所述承载装置还包括：距离检测部件；

所述距离检测部件设置在所述承载本体上，用于在所述承载本体相对于所述晶圆的位置满足预设条件后，测量所述承载本体与所述晶圆之间的垂直距离；

所述处理器，具体用于：

根据所述垂直距离，控制所述承载本体向靠近晶圆表面的方向移动至所述晶圆表面所处的位置处，以使所述晶圆置于所述承载本体上。

上述方案中，所述位置检测部件包括感光传感器。

上述方案中，所述承载本体包括：承载子部件和驱动子部件；其中，

所述承载子部件用于承载所述晶圆；

所述驱动子部件用于响应所述处理器，驱动所述承载子部件进行相应的移动。

上述方案中，所述承载子部件包括：两个机械手指结构、机械支撑部和机械手臂；其中，

所述机械支撑部的一端与所述两个机械手指结构连接，另一端与所述机械手臂连接；

所述两个机械手指结构相对于所述机械支撑部表面所在平面的几何中心线对称设置。

上述方案中，所述两个位置检测部件中的每一个位置检测部件，分别设置在对应的机械手指结构上的第一位置；其中，所述第一位置包括所述机械手指结构背离所述机械支撑部的一端。

上述方案中，所述晶圆被置于晶圆传送盒中；

所述处理器，还用于在确定所述承载本体相对于所述晶圆的位置满足所述预设条件时，控制所述承载本体向靠近晶圆表面的方向移动至所述晶圆传送盒中一晶圆表面所处的位置处，以使所述晶圆置于所述承载本体上；

所述承载本体，还用于所述晶圆置于所述承载本体上后，在所述处理器的控制下带动所述晶圆移动，以将所述晶圆传送至反应腔室中。

本实用新型实施例提供了一种晶圆承载装置，包括：承载本体、多个位置检测部件和处理器；其中，所述多个位置检测部件设置在所述承载本体上；所述位置检测部件，用于检测晶圆在第一平面的投影与所述位置检测部件在所述第一平面的投影是否存在重叠，并将检测结果发送给所述处理器；所述第一平面与晶圆的表面平行；所述承载本体，用于在所述处理器的控制下在距离所述晶圆表面一段距离的平面上沿第一方向移动；所述第一方向与所述晶圆表面平行；所述处理器，用于通过所述多个位置检测部件的检测结果，确定所述承载本体相对于所述晶圆的位置是否满足预设条件；所述处理器，还用于在确定所述承载本体相对于所述晶圆的位置满足所述预设条件时，控制所述承载本体向靠近晶圆表面的方向移动至所述晶圆表面所处的位置处，以使所述晶圆置于所述承载本体上。本实用新型实施例中，处理器控制承载本体在距离晶圆表面一段距离的平面上移动，以使承载本体与晶圆位置对准的过程中，通过多个位置检测部件的检测结果作为承载本体移动的数据参考依据，以实现承载本体与晶圆位置的自动对准，避免了仅依靠操作人员的经验，对承载本体实施多次移动以与晶圆对准的情况；如此，晶圆取出的过程的耗时大大的降低，效率得到了提升；同时，晶圆取出的过程的加速也可以降低晶圆暴露的时间，从而减少了晶圆取出过程中的颗粒杂质对晶圆表面的不良影响，进而可以提升产品的良率；此外，该过程不需要操作人员的介入，降低了晶圆取出的过程对操作人员的依附性。

附图说明

图1a为本实用新型实施例提供的机械手在执行晶圆取出操作前机械手与晶圆的相对位置关系的俯视示意图；

图1b为本实用新型实施例提供的机械手在执行晶圆取出操作前机械手与晶圆的相对位置关系的侧视示意图；

图1c为本实用新型实施例提供的机械手在执行晶圆取出操作时机械手与晶圆对准示意图；

图1d为本实用新型实施例提供的机械手在执行晶圆取出操作时机械手上升托住晶圆示意图；

图2为本实用新型实施例提供的晶圆承载装置的结构组成示意图；

图3为本实用新型应用实施例提供的承载本体结构示意图；

图4为本实用新型应用实施例提供的晶圆承载装置与晶圆的对准关系的俯视示意图；

图5为本实用新型应用实施例提供的晶圆承载装置与晶圆位置关系的俯视示意图；

图6为本实用新型应用实施例提供的晶圆承载装置与晶圆位置关系的侧视示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实用新型的具体技术方案做进一步详细描述。

机械手在执行晶圆取出操作前，由初始位置移动至晶圆的前端，如图1a所示，此时，机械手表面轮廓的几何中心线(第二中心线)与晶圆表面轮廓的过缺口的几何中心线(第一中心线)平行。图1b为与图1a对应的侧视图，如图 1b所示，机械手位于所述晶圆的下方，距离晶圆背面一定距离，机械手表面所在的平面与晶圆背面所在的平面平行。机械手从晶圆存放装置中取出晶圆的过程包括，首先，如图1c所示，机械手在晶圆下方，沿第一方向移动，该第一方向与第二中心线方向平行，实际应用中，第一方向可以为X轴方向；机械手在沿第一方向移动的过程中，可能还需要沿第二方向移动，才能使机械手与晶圆之间的相对位置达到对准状态，这里，第二方向与第一方向垂直，实际应用中，第二方向可以为Y轴方向或者﹣Y轴方向(如图1a所示)。当机械手与晶圆之间的相对位置达到对准状态后，如图1d所示，机械手向上(即Z轴方向)移动，直至机械手到达晶圆背面所处的位置，这样，机械手能够托住晶圆，并带动晶圆移动，以将晶圆从晶圆存放装置中取出。需要说明的是，在执行对准的过程中，晶圆是静止不动状态。

具体地，前述晶圆取出过程中的对准状态为：第二中心线与第一中心线在第一平面的投影完全重合，且机械手的前端已达到晶圆对应的预设位置。这里，所述第一平面为第一方向和第二方向交叉形成的平面，即第一平面可以为X轴方向和Y轴方向交叉形成的平面。这里，所述预设位置可以理解为，在托住晶圆后，能够使晶圆不易跌落的位置。可以理解的是，若机械手与晶圆未处于对准状态，机械手即上升托住晶圆时，晶圆的中心位置与机械手的中心位置存在偏移，在晶圆托起或者带动晶圆移动的过程中，晶圆容易从机械手上跌落，从而造成晶圆损坏。

相关技术中，在确定机械手与晶圆之间的相对位置关系时，完全依靠操作人员对晶圆位置关系的主观判断，往往需要多次调整机械手的移动方向，才能实现机械手与晶圆的对准。

也就是说，相关技术中，在机械手取出晶圆的过程中，机械手没有一个标准的数据信号作为位置调整的依据，完全依靠操作人员的主观判断来确定晶圆与机械手之间的相对位置，因此，晶圆取出的过程耗时长，效率低，并且该操作过程对操作人员的依附性较强，不利于提高人力成本。

基于此，本实用新型实施例中，在承载本体与晶圆位置对准的过程中，通过多个位置检测部件的检测结果作为承载本体移动的数据参考依据，以实现承载本体与晶圆位置的自动对准，避免了仅依靠操作人员的经验，对承载本体实施多次移动以与晶圆对准的情况；如此，晶圆取出的过程的耗时大大的降低，效率得到了提升；同时，晶圆取出的过程的加速也可以降低晶圆暴露的时间，从而减少了晶圆取出过程中的颗粒杂质对晶圆表面的不良影响，进而可以提升产品的良率；此外，该过程不需要操作人员的介入，降低了晶圆取出的过程对操作人员的依附性。

图2示出了本实用新型实施例晶圆承载装置200的结构组成图，本实用新型实施例中，晶圆承载装置200包括：承载本体201、多个位置检测部件202 和处理器203；其中，

所述多个位置检测部件202设置在所述承载本体201上；

所述位置检测部件202，用于检测晶圆在第一平面的投影与所述位置检测部件202在所述第一平面的投影是否存在重叠，并将检测结果发送给所述处理器203；所述第一平面与所述晶圆的表面平行；

所述承载本体201，用于在所述处理器203的控制下在距离所述晶圆表面一段距离的平面上沿第一方向移动；所述第一方向与所述晶圆表面平行；

所述处理器203，用于通过所述多个位置检测部件202的检测结果，确定所述承载本体201相对于所述晶圆的位置是否满足预设条件；

所述处理器203，还用于在确定所述承载本体相对于所述晶圆的位置满足所述预设条件时，控制所述承载本体201向靠近晶圆表面的方向移动至所述晶圆表面所处的位置处，以使所述晶圆置于所述承载本体上。

这里，所述晶圆为待执行取出操作的晶圆。实际应用中，所述待进行取出操作的晶圆可以被放置在半导体工艺处理机台的反应腔室中，也可以被放置在晶圆传送盒中。

实际应用中，所述晶圆承载装置200可以包括前述的机械手，用于对晶圆执行取出操作。

这里，所述承载本体201主要用于寻找恰当的位置，并承载晶圆。

实际应用中，所述多个位置检测部件可以包括两个位置检测部件，所述两个位置检测部件对称地设置在所述承载本体上。

需要说明的是，晶圆承载装置中的承载本体上可设置多个位置检测部件，而为了便于更清楚简洁的理解多个位置检测部件的功能与作用，本实施例中，以承载本体上设置有两个位置检测部件为例进行说明。

这里，两个位置检测部件202的检测结果用于表征晶圆与位置检测部件之间位置关系。其中，当晶圆在第一平面的投影与位置检测部件202在第一平面的投影存在重叠时，位置检测部件202可反馈一检测结果，并将该检测结果发送给所述处理器203；当晶圆在第一平面的投影与位置检测部件202在第一平面的投影不存在重叠时，位置检测部件202可反馈另一检测结果，并将该检测结果发送给所述处理器203。

需要说明的是，前述的两个位置检测部件可以对称地设置于承载本体上，也可以非对称地设置于承载本体上。

其中，当前述的两个位置检测部件对称地设置于承载本体上时，两个位置检测部件可根据检测到的晶圆与位置检测部件之间的位置关系，反馈一检测结果，该检测结果可以反映出晶圆与位置检测部件之间的位置关系是否对称，在后续的实例中将详细说明该检测结果如何反映晶圆与位置检测部件之间的位置关系。

当前述的两个位置检测部件非对称地设置于承载本体上时，两个位置检测部件可根据检测到的晶圆与位置检测部件之间的位置关系，反馈另一检测结果，同样，该检测结果也可反映出晶圆与位置检测部件之间的位置关系。只是相对于对称的情况，非对称时需要先将两个位置检测部件之间的位置关系转化成对称之后，再利用对称的理论进行相应的计算。

在本实施例中，两个位置检测部件202对称地设置于承载本体201上。

实际应用中，承载本体201可以包括：承载子部件和驱动子部件；所述承载子部件用于承载晶圆；驱动子部件用于响应处理器，驱动承载子部件进行相应的移动。

实际应用中，承载子部件可以包括平板结构，所述平板结构表面轮廓具有几何中心线，所述平板结构沿该几何中心线对称。所述平板结构的表面能够承载晶圆。所述驱动子部件可以包括动力提供单元和动力传递单元；其中，所述动力提供单元可以包括电机，动力传递单元可以包括机械传输机构。在驱动子部件的作用下，承载子部件能够在晶圆的下方实现沿第一方向(这里，所述第一方向可以理解为前述的X轴方向)、第二方向(这里，所述第二方向可以理解为前述的Y轴方向或者﹣Y轴方向)以及垂直方向(这里，所述垂直方向可以理解为前述的Z轴方向)的移动。

所述位置检测部件202主要用于承载本体201移动时，检测承载本体201 相对于晶圆的位置，以为承载本体201与晶圆位置的快速对准提供数据支撑。位置检测部件202的数量包括两个，两个位置检测部件202对称的设置在承载本体201的前端，这里，所述前端可以是处理器203控制承载本体201在距离晶圆表面一段距离的平面上沿第一方向移动时，位于承载本体201前面的一端。所述对称可以理解为，两个位置检测部件202在承载子部件表面所在的平面的投影沿承载子部件表面轮廓的几何中心线(即第二中心线)对称设置。需要说明的是，处理器203控制的承载本体201沿第一方向移动时，承载子部件表面所在的平面与晶圆表面所在的平面平行，且承载子部件表面轮廓的几何中心线 (即第二中心线)与晶圆表面轮廓的过缺口的几何中心线(即第一中心线)是平行的，这里可以理解的是，缺口与晶圆表面轮廓所在圆的圆心的连线即为第一方向。

实际应用中，处理器203控制的承载本体201可以通过晶圆的投影是否遮挡两个位置检测部件202，来确定所述承载本体相对于所述晶圆的位置是否满足预设条件，即满足前述的对准条件。位置检测部件202至少可以输出两种不同的信号来表征自身是否被晶圆的投影遮挡，具体地：当晶圆在第一平面的投影与位置检测部件202在所述第一平面的投影存在重叠时，位置检测部件202 输出一检测结果，并将该检测结果发送给所述处理器203；当晶圆在第一平面的投影与位置检测部件202在第一平面的投影不存在重叠时，位置检测部件202 输出另一检测结果，并将该检测结果发送给所述处理器203。这里，所述第一平面可以理解为第一方向和第二方向交叉形成的平面，即第一平面可以为X轴方向和Y轴方向交叉形成的平面。当两个位置检测部件202一起配合即可以判断承载本体201的表面轮廓的几何中心线(即第二中心线)在第一平面的投影是否与晶圆表面轮廓的过缺口的几何中心线(即第一中心线)在第一平面的投影重合。

实际应用中，位置检测部件202可以将自身输出的信号发送给处理器203。实际应用中，位置检测部件202可以为具有前述输出不同信号功能的传感器，如感光传感器。

以位置检测部件202为感光传感器为例进行说明。当晶圆在第一平面的投影与两个感光传感器在第一平面的投影存在重叠时，感光传感器表现为熄灭状态；当晶圆在第一平面的投影与两个感光传感器在第一平面的投影不存在重叠时，感光传感器表现为点亮状态；需要说明的是，本实用新型中的位置检测部件202并不限于感光传感器，但为了便于理解，后文中仅以感光传感器的输出状态为例进行说明。

在一些实施例中，处理器203，具体用于：

在所述承载本体201沿第一方向移动的过程中，当所述两个位置检测部件 202在所述第一平面的投影与所述晶圆在第一平面的投影同时由存在重叠变为不存在重叠时，确定所述承载本体相对于所述晶圆的位置满足预设条件。实际应用中，处理器203控制的承载本体201在距离晶圆表面一段距离的平面上沿第一方向移动。可以理解的是，在承载本体201在距离晶圆表面一段距离的平面上沿第一方向移动的过程中，两个位置检测部件202会随着承载本体201一起移动，并出现类似穿越晶圆在第一平面的投影区域的过程。

在两个位置检测部件202穿越晶圆在第一平面的投影区域的过程中，先是随着承载本体201移动，两个位置检测部件202会逐渐靠近晶圆，并进入晶圆在第一平面的投影区域，当位置检测部件202在第一平面上的投影与晶圆在第一平面的投影存在重叠时，若两个位置检测部件202同时由点亮状态变化为熄灭状态，则处理器203可以判断出承载本体201的表面轮廓的几何中心线在第一平面的投影与晶圆表面轮廓的过缺口的几何中心线在第一平面的投影重合；若两个位置检测部件202在由点亮状态变化为熄灭状态时，并不是同步的，则处理器203可以判断出承载本体201的表面轮廓的几何中心线在第一平面的投影与晶圆表面轮廓的过缺口的几何中心线在第一平面的投影不重合，即二者存在一定的偏差，此时，承载本体201需要调整位置。

之后，随着承载本体201的继续移动，两个位置检测部件202会穿出晶圆在第一平面的投影区域，当位置检测部件202在第一平面上的投影与晶圆在第一平面的投影不存在重叠时，且两个位置检测部件202同时由熄灭状态变化为点亮状态，则处理器203可以判断出承载本体201的表面轮廓的几何中心线在第一平面的投影与晶圆表面轮廓的过缺口的几何中心线在第一平面的投影仍保持重合，并且承载本体201的前端已经伸出到晶圆的一侧，此时，承载本体201 与晶圆已达到对准的条件。

实际应用中，在一些实施例中，若在两个位置检测部件202第一次穿越晶圆在第一平面的投影区域的过程中，即出现两个位置检测部件202同时由熄灭状态变化为点亮状态，则表明承载本体201与晶圆已达到对准的条件，此时，承载本体201，可以向靠近晶圆表面的方向移动至晶圆表面所处的位置处，以使晶圆置于承载本体201上，从而执行取出操作。

实际应用中，在一些实施例中，若在两个位置检测部件202第一次穿越晶圆在第一平面的投影区域的过程中，两个位置检测部件202在由点亮状态变化为熄灭状态时，并不是同步的，则表明承载本体201与晶圆的对准存在一定的偏差，此时，需要调整承载本体201相对于晶圆的位置。

实际应用中，当处理器203通过两个位置检测部件202检测结果判断出需要调整承载本体201相对于晶圆的位置时，处理器203可以通过两个位置检测部件202由点亮状态变化为熄灭状态的时间差，计算得到承载本体201的表面轮廓的几何中心线在第一平面的投影与晶圆表面轮廓的过缺口的几何中心线在第一平面的投影的偏移距离，并根据该偏移距离控制承载本体201进行相应的位置调整。

基于此，在一些实施例中，所述处理器203，具体用于：

在所述承载本体201沿第一方向移动的过程中，通过所述两个位置检测部件202在所述第一平面的投影与所述晶圆在第一平面的投影由不存在重叠变为存在重叠对应的时间差，确定所述承载本体201相对于所述晶圆的位置偏差。

这里，所述位置偏差包括承载本体201的表面轮廓的几何中心线(第二中心线)在第一平面的投影与晶圆表面轮廓的几何中心线(第一中心线)在第一平面的投影的偏移距离。实际应用中，可以根据两个位置检测部件202在由点亮状态变化为熄灭状态的时间差的符号(时间差为正数或负数)来确定偏移的方向，并根据两个位置检测部件202在由点亮状态变化为熄灭状态的时间差的大小来确定偏移的距离。在后续的实施例中，将具体介绍如何根据两个位置检测部件202在由点亮状态变化为熄灭状态的时间差来得到该偏移方向和偏移距离。

在一些实施例中，所述处理器203，还用于：在确定所述承载本体相对于所述晶圆的位置存在偏差时，控制所述承载本体201在距离所述晶圆表面一段距离的平面上沿第二方向移动，以调整所述承载本体201相对于所述晶圆的位置；所述第一方向与所述第二方向垂直。

处理器203在确定两个位置检测部件202相对于晶圆的位置存在偏差后，控制承载本体201沿第二方向移动，第二方向为Y方向或者-Y方向，承载本体 201沿Y方向或者-Y方向移动至预设位置，在该预设位置处，两个位置检测部件202相对于晶圆表面轮廓的过缺口的几何中心线对称，即承载本体201的表面轮廓的几何中心线在第一平面的投影与晶圆表面轮廓的过缺口的几何中心线在第一平面的投影重合；之后，承载本体201继续沿第一方向运动，直至位置检测部件202同时由熄灭状态变化为点亮状态。

实际应用中，可以理解的是，在经过位置调整后，最终承载本体201相对于晶圆的位置必然会满足预设条件。在承载本体201相对于晶圆的位置满足预设条件后，在处理器203的控制下，承载本体201向靠近晶圆表面的方向移动至晶圆表面所处的位置处，以使晶圆置于承载本体201上，从而执行取出操作。

在一些实施例中，所述晶圆承载装置200还包括：距离检测部件204；

所述距离检测部件204设置在所述承载本体201上，用于在所述承载本体 201相对于所述晶圆的位置满足预设条件后，测量所述承载本体201与所述晶圆之间的垂直距离；

所述处理器203，具体用于：

根据所述垂直距离，控制所述承载本体向靠近晶圆表面的方向移动至所述晶圆表面所处的位置处，以使所述晶圆置于所述承载本体上。

实际应用中，所述距离检测部件204可以包括具有测量距离功能的传感器，如超声波测距传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器等。当承载本体201 与晶圆满足对准关系后，通过距离检测部件测量承载本体201与晶圆之间的垂直距离，并将测量的数据反馈至处理器203，处理器203收到信息反馈后，指示承载本体201向靠近晶圆表面的方向移动，直至到达晶圆表面所处的位置处，以使所述晶圆置于所述承载本体上，从而便于承载本体201在控制器的作用下将晶圆托起并传送至另一晶圆存放装置中。

本实用新型实施例提供了一种晶圆承载装置，包括：承载本体、多个位置检测部件和处理器；其中，所述多个位置检测部件设置在所述承载本体上；所述位置检测部件，用于检测晶圆在第一平面的投影与所述位置检测部件在所述第一平面的投影是否存在重叠，并将检测结果发送给所述处理器；所述第一平面与晶圆的表面平行；所述承载本体，用于在所述处理器的控制下在距离所述晶圆表面一段距离的平面上沿第一方向移动；所述第一方向与所述晶圆表面平行；所述处理器，用于通过所述多个位置检测部件的检测结果，确定所述承载本体相对于所述晶圆的位置是否满足预设条件；所述处理器，还用于在确定所述承载本体相对于所述晶圆的位置满足所述预设条件时，控制所述承载本体向靠近晶圆表面的方向移动至所述晶圆表面所处的位置处，以使所述晶圆置于所述承载本体上。本实用新型实施例中，处理器控制承载本体在距离晶圆表面一段距离的平面上移动，以使承载本体与晶圆位置对准的过程中，通过多个位置检测部件的检测结果作为承载本体移动的数据参考依据，以实现承载本体与晶圆位置的自动对准，避免了仅依靠操作人员的经验，对承载本体实施多次移动以与晶圆对准的情况；如此，晶圆取出的过程的耗时大大的降低，效率得到了提升；同时，晶圆取出的过程的加速也可以降低晶圆暴露的时间，从而减少了晶圆取出过程中的颗粒杂质对晶圆表面的不良影响，进而可以提升产品的良率；此外，该过程不需要操作人员的介入，降低了晶圆取出的过程对操作人员的依附性。

本实用新型实施例中，一种应用场景为：所述晶圆静止放置于晶圆传送盒中，所述晶圆承载装置200可以根据接收到的处理器203发出的指令执行相应的操作，并通过两个感光传感器的检测结果作为定量的数据参考依据，使所述承载本体201可以沿第一方向(X轴方向)、第二方向(Y轴方向或者-Y轴方向)、垂直方向(Z轴方向)移动，以实现承载本体与晶圆位置的自动对准。

本应用实施例中，如图3所示，承载子部件包括：两个机械手指结构205、机械支撑部206和机械手臂207；其中，机械支撑部206的一端与两个机械手指结构205连接，另一端与机械手臂207连接；两个机械手指结构205相对于机械支撑部206表面所在平面的几何中心线对称设置。实际应用中，两个机械手指结构205中间的连接部分可以设置为圆弧形状。

在一些实施例中，为了实现两个位置检测部件更好的反映出承载本体201 与晶圆之间的相对位置关系，将所述两个位置检测部件中的每一个位置检测部件，分别设置在对应的机械手指结构上的第一位置；其中，所述第一位置包括所述机械手指结构背离所述机械支撑部的一端。

实际应用中，将两个感光传感器中的每一个感光传感器，分别设置在对应的机械手指结构205上的第一位置，该第一位置可以是机械手指结构205的顶端部，这样，两个感光传感器连线在第一平面的投影与所述第一中心线的投影垂直，并且两个感光传感器可以最快地感测到环境变化，并及时反馈给处理器 203，更有利于实现快速的对准。

实际应用中，在机械手指结构205从晶圆存放装置里面取出晶圆时，两个机械手指结构205上面的感光传感器是熄灭状态，当感光传感器同时穿过晶圆下方，并从晶圆在第一平面的投影区域穿出时，两个感光传感器的显示状态同时变化为点亮状态，此时可确定承载本体与晶圆100的相对位置达到对准状态 (如图4所述)。实际应用中，如图5所示，若两个感光传感器在由点亮状态变化为熄灭状态时，并不是同步的，即表示晶圆中心线与承载本体中心线的投影不重合，此时，可根据两个感光传感器的显示状态均由熄灭状态变化为点亮状态时的相对时间差，来计算承载本体中心线距离晶圆中心线的位置偏差，并根据计算，确定晶圆中心线与承载本体中心线的距离差值，进而做出相应的调整，以使晶圆中心线与承载本体中心线的投影重合。

示例性的，当晶圆中心线与承载本体中心线的投影不重合，如图5所示，此时，可根据两个感光传感器之间的距离，即该长度为AB或者CD，和晶圆 100的直径，例如晶圆100为12寸晶圆，直径R为300毫米(mm)，以及当两个感光传感器均由点亮状态变为熄灭状态时，其状态变化的相对时间差△T，计算出AC的长度，进而根据勾股定理可计算出PQ之间的距离，该距离即为晶圆与承载本体之间位置偏差的具体数值；根据前述偏移距离控制承载本体201进行相应的位置调整，以使晶圆中心线与承载本体中心线的投影重合。

需要说明的是，在实际应用中，可以根据两个感光传感器在由点亮状态变化为熄灭状态的时间差的符号(时间差为正数或负数)，来确定承载本体相对于晶圆偏移的方向。示例性的，如图5所示，当感光传感器202-1先于感光传感器202-2由点亮状态变化为熄灭状态，即两个感光传感器均由点亮状态变化为熄灭状态的时间差为负数，则表示，承载本体需要沿X的反方向移动，即沿-X 的方向移动，以使晶圆中心线与承载本体中心线的投影重合；当感光传感器 202-1后于感光传感器202-2由点亮状态变化为熄灭状态，即两个感光传感器均由点亮状态变化为熄灭状态的时间差为正数，则表示，承载本体需要沿X方向移动，以使晶圆中心线与承载本体中心线的投影重合。

在一些实施例中，所述晶圆被置于晶圆传送盒中；

所述处理器，还用于在确定所述承载本体相对于所述晶圆的位置满足所述预设条件时，控制所述承载本体向靠近晶圆表面的方向移动至所述晶圆传送盒中一晶圆表面所处的位置处，以使所述晶圆置于所述承载本体上；

所述承载本体，还用于所述晶圆置于所述承载本体上后，在所述处理器的控制下带动所述晶圆移动，以将所述晶圆传送至反应腔室中。

示例性的，如图6所示，承载本体201向靠近晶圆100表面的方向移动距离L至晶圆传送盒中晶圆100表面所处的位置处，以使晶圆100置于承载子部件上。

本实用新型实施例提供的一种晶圆承载装置，该晶圆承载装置可以在处理器的控制下实现承载本体与晶圆的自动对准，相较于相关技术中的依靠操作人员检测和调整承载本体与晶圆之间相对位置，可缩短操作人员至少三个小时的操作时间，避免了仅依靠操作人员的工作经验实现承载本体与晶圆对准的情况；同时，在执行晶圆取出的过程中，能够有准确的数据参考作为依据，来判断承载本体与晶圆之间的相对位置是否满足晶圆取出条件，更能够与之前操作中二者的相对位置进行对比；相应地，在缩短了晶圆取出过程耗时的同时，也缩短了晶圆在非工作气氛中的暴露时间，从而减少了周围环境中颗粒杂质对晶圆表面的不良影响，进而可以提升产品的良率，在一定程度上降低了晶圆的制造成本。

实际应用时，需要说明的是：“第一”、“第二”等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。

另外，本实用新型实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种晶圆承载装置，其特征在于，包括：承载本体、多个位置检测部件和处理器；其中，

所述多个位置检测部件设置在所述承载本体上；

所述位置检测部件，用于检测晶圆在第一平面的投影与所述位置检测部件在所述第一平面的投影是否存在重叠，并将检测结果发送给所述处理器；所述第一平面与所述晶圆的表面平行；

所述承载本体，用于在所述处理器的控制下在距离所述晶圆表面一段距离的平面上沿第一方向移动；所述第一方向与所述晶圆表面平行；

所述处理器，用于通过所述多个位置检测部件的检测结果，确定所述承载本体相对于所述晶圆的位置是否满足预设条件；

所述处理器，还用于在确定所述承载本体相对于所述晶圆的位置满足所述预设条件时，控制所述承载本体向靠近晶圆表面的方向移动至所述晶圆表面所处的位置处，以使所述晶圆置于所述承载本体上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多个位置检测部件包括两个位置检测部件，所述两个位置检测部件对称地设置在所述承载本体上；

所述处理器，具体用于：

在所述承载本体沿第一方向移动的过程中，当所述两个位置检测部件在所述第一平面的投影与所述晶圆在第一平面的投影同时由存在重叠变为不存在重叠时，确定所述承载本体相对于所述晶圆的位置满足预设条件。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述处理器，还用于：

在确定所述承载本体相对于所述晶圆的位置存在偏差时，控制所述承载本体在距离所述晶圆表面一段距离的平面上沿第二方向移动，以调整所述承载本体相对于所述晶圆的位置；所述第一方向与所述第二方向垂直。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述处理器，具体用于：

在所述承载本体沿第一方向移动的过程中，通过所述两个位置检测部件在所述第一平面的投影与所述晶圆在第一平面的投影由不存在重叠变为存在重叠对应的时间差，确定所述承载本体相对于所述晶圆的位置偏差。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述承载装置还包括：距离检测部件；

所述距离检测部件设置在所述承载本体上，用于在所述承载本体相对于所述晶圆的位置满足预设条件后，测量所述承载本体与所述晶圆之间的垂直距离；

所述处理器，具体用于：

根据所述垂直距离，控制所述承载本体向靠近晶圆表面的方向移动至所述晶圆表面所处的位置处，以使所述晶圆置于所述承载本体上。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述位置检测部件包括感光传感器。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述承载本体包括：承载子部件和驱动子部件；其中，

所述承载子部件用于承载所述晶圆；

所述驱动子部件用于响应所述处理器，驱动所述承载子部件进行相应的移动。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述承载子部件包括：两个机械手指结构、机械支撑部和机械手臂；其中，

所述机械支撑部的一端与所述两个机械手指结构连接，另一端与所述机械手臂连接；

所述两个机械手指结构相对于所述机械支撑部表面所在平面的几何中心线对称设置。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述两个位置检测部件中的每一个位置检测部件，分别设置在对应的机械手指结构上的第一位置；其中，所述第一位置包括所述机械手指结构背离所述机械支撑部的一端。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述晶圆被置于晶圆传送盒中；

所述处理器，还用于在确定所述承载本体相对于所述晶圆的位置满足所述预设条件时，控制所述承载本体向靠近晶圆表面的方向移动至所述晶圆传送盒中一晶圆表面所处的位置处，以使所述晶圆置于所述承载本体上；

所述承载本体，还用于所述晶圆置于所述承载本体上后，在所述处理器的控制下带动所述晶圆移动，以将所述晶圆传送至反应腔室中。

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