晶圆状态检测方法、系统、存储介质及检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种晶圆状态检测方法、系统、存储介质和检测装置，所述方法如下：通过将晶圆装载盒内相邻的两组晶圆槽之间的区域由下而上依次划分第一范围、第二范围和第三范围；通过传感器的竖直上下运动依次对所述第一范围、第二范围和第三范围进行扫描，根据传感器的信号是否发生变化，来判断晶圆位于晶圆装载盒中的位置分布；其中，扫描第一范围和第三范围用于判断第一范围和第三范围之间的晶圆槽内有、无晶圆和叠片晶圆，扫描第二范围用于判断第一范围和第三范围之间的晶圆槽内有、无斜片晶圆。根据信号的变化和晶圆厚度脉冲计数值，能准确判断出晶圆槽内有、无晶圆、叠片晶圆和斜片晶圆的分布状态，防止因判断失误造成晶圆和设备的损坏。圆和设备的损坏。圆和设备的损坏。

【技术实现步骤摘要】
晶圆状态检测方法、系统、存储介质及检测装置


[0001]本专利技术涉及晶圆检测领域，具体为晶圆状态检测方法、系统、存储介质及检测装置。

技术介绍

[0002]晶圆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，每个生产工艺所需的晶圆传输、晶圆放置和取片次数很多，通常要求由于输运设备自身导致的晶圆破片率应小于十万分之一，因而对晶圆传输、晶圆放置和取片的安全性和可靠性要求较高。
[0003]目前，机械手被广泛应用于半导体集成电路制造
中，机械手是晶圆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晶圆，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晶圆，既可对单枚晶圆进行取放作业，也可对多枚晶圆进行取放作业。
[0004]然而，当机械手在对晶圆进行取放作业时，尤其是，当晶圆在传输过程或热处理过程中导致的受热变形等情况会导致晶圆在晶圆装载盒上处于突出状态或者处于叠片、斜片或无片状态时，往往会产生碰撞导致晶圆或设备受损，造成不可弥补的损失。

技术实现思路

[0005]为克服上述
技术介绍
中晶圆在传输过程或热处理过程中导致的受热变形等情况会导致晶圆在晶圆装载盒上处于突出状态或者处于叠片、斜片或无片状态时，机械手在对晶圆装载盒中的晶圆进行取放作业，往往会产生碰撞导致晶圆或设备受损，造成不可弥补的损失的问题，本专利技术的目的在于提供一种晶圆状态检测系统、方法、存储介质和检测装置。
[0006]为了达到以上目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术的第一方面，提供一种晶圆状态检测方法，包括如下步骤：将晶圆装载盒内相邻的两组晶圆槽之间的区域（包含两组晶圆槽内的区域）由下而上依次划分第一范围、第二范围和第三范围；通过传感器的竖直上下运动依次对所述第一范围、第二范围和第三范围进行扫描，根据传感器的信号是否发生变化，来判断晶圆位于晶圆装载盒中的位置分布；其中，扫描第一范围和第三范围用于判断第一范围和第三范围之间的晶圆槽内有、无晶圆和叠片晶圆，扫描第二范围用于判断第一范围和第三范围之间的晶圆槽内有、无斜片晶圆。
[0007]通过将晶圆装载盒内相邻的两组晶圆槽之间的区域（包含两组晶圆槽内的区域）由下而上依次划分第一范围、第二范围和第三范围，即确定晶圆所处的位置范围，通过传感器的竖直上下匀速运动依次对所述第一范围、第二范围和第三范围进行扫描，根据传感器产生的脉冲信号是否发生变化，来判断晶圆位于晶圆装载盒中的位置分布；其中，扫描第一
范围和第三范围用于判断第一范围和第三范围之间的晶圆槽内有、无晶圆和叠片晶圆，扫描第二范围用于判断第一范围和第三范围之间的晶圆槽内有、无斜片晶圆。然后根据信号的变化和晶圆厚度脉冲计数值，能准确判断出晶圆槽内有、无晶圆、叠片晶圆和斜片晶圆的分布状态，防止机械手因判断失误造成晶圆和设备的损坏。
[0008]在一些可能的实施方式中，所述第一范围通过第一范围的上位置脉冲计数值和第一范围的下位置脉冲计数值来进行确定，具体包括如下步骤：S1:将N片晶圆依次放入晶圆装载盒中，通过传感器对进行晶圆装载盒内的晶圆扫描测试；S2:当传感器遮挡当前第n片晶圆的下表面时，通过上升沿存储一个下表面位置脉冲数值，当传感器离开当前第n片晶圆的上表面时，通过下降沿存储一个上表面位置脉冲数值，计算第n片晶圆厚度脉冲计数值，根据公式：第n片晶圆厚度脉冲计数值=（第n片晶圆上表面位置脉冲数值
‑
第n片晶圆下表面位置脉冲数值）的绝对值；S3:根据S1和S2依次计算剩余N
‑
1片晶圆中每片晶圆的厚度脉冲计数值，将N片晶圆中每片晶圆的厚度脉冲计数值相加，然后除以N，得到N片晶圆中每片晶圆厚度脉冲计数平均值；S4:计算第n片晶圆中心位置脉冲计数值，根据公式：第n片晶圆中心位置脉冲计数值=（第n片晶圆上表面脉冲计数值+第n片晶圆下表面脉冲计数值）/2；S5:确定第一范围的上位置脉冲计数值和第一范围的下位置脉冲计数值；根据公式：第一范围的上位置脉冲计数值=第n片晶圆中心位置脉冲计数值+1.5*N片晶圆中每片晶圆厚度脉冲计数平均值+冗余值；根据公式：第一范围的下位置脉冲计数值=第n片晶圆中心位置脉冲计数值
‑
1.5*N片晶圆中每片晶圆厚度脉冲计数平均值
‑
冗余值。
[0009]在一些可能的实施方式中，所述第三范围通过第三范围的上位置脉冲计数值和第三范围的下位置脉冲计数值来进行确定，具体包括如下步骤：S1:当传感器遮挡当前第n
±
1片晶圆的下表面时，通过上升沿存储一个下表面位置脉冲数值，当传感器离开当前第n
±
1片晶圆的上表面时，通过下降沿存储一个上表面位置脉冲数值，计算第n
±
1片晶圆厚度脉冲计数值，根据公式：第n
±
1片晶圆厚度脉冲计数值=（第n
±
1片晶圆上表面位置脉冲数值
‑
第n
±
1片晶圆下表面位置脉冲数值）的绝对值；S2:计算第n
±
1片晶圆中心位置脉冲计数值，根据公式：第n
±
1片晶圆中心位置脉冲计数值=（第n
±
1片晶圆上表面脉冲计数值+第n
±
1片晶圆下表面脉冲计数值）/2；S3:确定第三范围的上位置脉冲计数值和第三范围的下位置脉冲计数值；根据公式：第三范围的上位置脉冲计数值=第n
±
1片晶圆中心位置脉冲计数值+1.5*N片晶圆中每片晶圆厚度脉冲计数平均值+冗余值；根据公式：第三范围的下位置脉冲计数值=第n
±
1片晶圆中心位置脉冲计数值
‑
1.5*N片晶圆中每片晶圆厚度脉冲计数平均值
‑
冗余值。
[0010]在一些可能的实施方式中，所述冗余值的确定具体如下：经过传感器对晶圆装载盒的若干次扫描测试，计算出相邻两片晶圆的间距脉冲计数值的最小值和最大值，所述最大值减去所述最小值，即可得到冗余值；
所述相邻两片晶圆间距的计算公式包括：相邻两片晶圆的两个上表面位置脉冲数值相减，即第n片晶圆和第n
±
1片晶圆的间距脉冲计数值=（第n片晶圆上表面位置脉冲数值
‑
第n
±
1片晶圆上表面位置脉冲数值）的绝对值。
[0011]在一些可能的实施方式中，所述相邻两片晶圆间距的计算公式还包括：相邻两片晶圆的两个下表面位置脉冲数值相减，即第n片晶圆和第n
±
1片晶圆的间距脉冲计数值=（第n片晶圆下表面位置脉冲数值
‑
第n
±
1片晶圆下表面位置脉冲数值）的绝对值。
[0012]在一些可能的实施方式中，所述相邻两片晶圆间距的计算公式还包括：相邻两片晶圆的两个中心位置脉冲计数值相减，即第n片晶圆和第n
±
1片晶圆的间距脉冲计数值=（第n片晶圆中心位置脉冲计数值
‑
第n
±
1片晶圆中心本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.晶圆状态检测方法，其特征在于，包括如下步骤：将晶圆装载盒内相邻的两组晶圆槽之间的区域由下而上依次划分第一范围、第二范围和第三范围；所述第一范围通过第一范围的上位置脉冲计数值和第一范围的下位置脉冲计数值来进行确定；所述第三范围通过第三范围的上位置脉冲计数值和第三范围的下位置脉冲计数值来进行确定；所述第二范围通过第一范围的上位置脉冲计数值和第三范围的下位置脉冲计数值来进行确定，其中，所述第二范围的下位置和第一范围的上位置不重叠，第二范围的上位置和第三范围的下位置不重叠；通过传感器的竖直上下运动依次对所述第一范围、第二范围和第三范围进行扫描，根据传感器的信号是否发生变化，来判断晶圆位于晶圆装载盒中的位置分布，其中，扫描第一范围和第三范围用于判断第一范围和第三范围之间的晶圆槽内有、无晶圆和叠片晶圆，扫描第二范围用于判断第一范围和第三范围之间的晶圆槽内有、无斜片晶圆；所述判断第一范围和第三范围之间的晶圆槽内有、无晶圆和叠片晶圆具体如下：当传感器的运动位置处于第一范围和第三范围时，传感器信号如果没有发生变化，判定第一范围和第三范围内没有晶圆；传感器信号如果发生变化，判定第一范围和第三范围内有晶圆，并通过脉冲计数得到当前晶圆厚度脉冲计数值与N片晶圆中晶圆厚度脉冲计数值的最大值和最小值进行对比,来判断是单片晶圆还是叠片晶圆，具体判断方式如下：若当前晶圆厚度脉冲计数值大于N片晶圆中晶圆厚度脉冲计数值的最大值，则判断为叠片晶圆；若当前晶圆厚度脉冲计数值在N片晶圆中晶圆厚度脉冲计数值的最大值和最小值范围内，则判断为单片晶圆；所述扫描第二范围用于判断第一范围和第三范围之间的晶圆槽内有、无斜片晶圆具体如下：当传感器的运动位置处于第二范围时，传感器信号如果没有发生变化，则判定第一范围和第三范围之间没有斜片晶圆；传感器信号如果发生变化，进行脉冲计数，并判定第一范围和第三范围之间有斜片晶圆。2.根据权利要求1所述的晶圆状态检测方法，其特征在于，所述第一范围通过第一范围的上位置脉冲计数值和第一范围的下位置脉冲计数值来进行确定，具体包括如下步骤：S1:将N片晶圆依次放入晶圆装载盒中，通过传感器对进行晶圆装载盒内的晶圆扫描测试；S2:当传感器遮挡当前第n片晶圆的下表面时，通过上升沿存储一个下表面位置脉冲数值，当传感器离开当前第n片晶圆的上表面时，通过下降沿存储一个上表面位置脉冲数值，计算第n片晶圆厚度脉冲计数值，根据公式：第n片晶圆厚度脉冲计数值=（第n片晶圆上表面位置脉冲数值
‑
第n片晶圆下表面位置脉冲数值）的绝对值；S3:根据S1和S2依次计算剩余N
‑
1片晶圆中每片晶圆的厚度脉冲计数值，将N片晶圆中每片晶圆的厚度脉冲计数值相加，然后除以N，得到N片晶圆中每片晶圆厚度脉冲计数平均值；S4:计算第n片晶圆中心位置脉冲计数值，根据公式：第n片晶圆中心位置脉冲计数值=（第n片晶圆上表面脉冲计数值+第n片晶圆下表面脉冲计数值）/2；S5:确定第一范围的上位置脉冲计数值和第一范围的下位置脉冲计数值；
根据公式：第一范围的上位置脉冲计数值=第n片晶圆中心位置脉冲计数值+1.5*N片晶圆中每片晶圆厚度脉冲计数平均值+冗余值；根据公式：第一范围的下位置脉冲计数值=第n片晶圆中心位置脉冲计数值
‑
1.5*N片晶圆中每片晶圆厚度脉冲计数平均值
‑
冗余值。3.根据权利要求2所述的晶圆状态检测方法，其特征在于，所述第三范围通过第三范围的上位置脉冲计数值和第三范围的下位置脉冲计数值来进行确定，具体包括如下步骤：S1:当传感器遮挡当前第n
±
1片晶圆的下表面时，通过上升沿存储一个下表面位置脉冲数值，当传感器离开当前第n
±
1片晶圆的上表面时，通过下降沿存储一个上表面位置脉冲数值，计算第n
±
1片晶圆厚度脉冲计数值，根据公式：第n
±
1片晶圆厚度脉冲计数值=（第n
±
1片晶圆上表面位置脉冲数值
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第n
±
1片晶圆下表面位置脉冲数值）的绝对值；S2:计算第n
±
1片晶圆中心位置脉冲计数值，根据公式：第n
±
1片晶圆中心位置脉冲计数值=（第n
±
1片晶圆上表面脉冲计数值+第n
±
1片晶圆下表面脉冲计数值）/2；S3:确定第三范围的上位置脉冲计数值和第三范围的下位置脉冲计数值；根据公式：第三范围的上位置脉冲计数值=第n
±
1片晶圆中心位置脉冲计数值+1.5*N片晶圆中每片晶圆厚度脉冲计数平均值+冗余值；根据公式：第三范围的下位置脉冲计数值=第n
±
1片晶圆中心位置脉冲计数值
‑
1.5*N片晶圆中每片晶圆厚度脉冲计数平均值
‑
冗余值。4.根据权利要求3所述的晶圆状态检测方法，其特征在于，所述冗余值的确定具体如下：经过传感器对晶圆装载盒的若干次扫描测试，计算出相邻两片晶圆的间距脉冲计数值的最小值和最大值，所述最大值减去所述最小值，即可得到冗余值；所述相邻两片晶圆间距的计算公式包括：相邻两片晶圆的两个上表面位置脉冲数值相减，即第n片晶圆和第n
±
1片晶圆的间距脉冲计数值=（第n片晶圆上表面位置脉冲数值
‑
第n
±
1片晶圆上表面位置脉冲数值）的绝对值。5.根据权利要求4所述的晶圆状态检测方法，其特征在于，所述相邻两片晶圆间距的计算公式还包括：相邻两片晶圆的两个下表面位置脉冲数值相减，即第n片晶圆和第n
±
1片晶圆的间距脉冲计数值=（第n片晶圆下表面位置脉冲数值
‑
第n
±
1片晶圆下表面位置脉冲数值）的绝对值。6.根据权利要求4所述的晶圆状态检测方法，其特征在于，所述相邻两片晶圆间距的计算公式还包括：相邻两片晶圆的两个中心位置脉冲计数值相减，即第n片晶圆和第n
±
1片晶圆的间距脉冲计数值=（第n片晶圆中心位置脉冲计数值
‑
第n
±
1片晶圆中心位置脉冲计数值）的绝对值。7.根据权利要求3所述的晶圆状态检测方法，其特征在于，所述第二范围通过第一范围的上位置脉冲计数值和第三范围的下位置脉冲计数值来进行确定，根据公式：第二范围的下位置脉冲计数值=第一范围的上位置脉冲计数值+第一微缩量；根据公式：第二范围的上位置脉冲计数值=第三范围的下位置脉冲计数值
‑
第二微缩量；第一微缩量的脉冲计数值和第二微缩量的脉冲计数值均大于等于10，第二范围的上位
置脉冲计数值减去第二范围的下位置脉冲计数值大于等于20；或，所述第二范围的确定同时满足以下条件：第二范围的上位置脉冲计数值=第一范围的上位置脉冲计数值+第二微缩量；第二范围的下位置脉冲计数值=第一范围的上位置脉冲计数值+第一微缩量；第一微缩量的取值范围为：10≤第一微缩量≤50，第二微缩量的取值范围为：30≤第二微缩量≤150；第三范围的下位置脉冲计数值
‑
第二范围的上位置脉冲计数值≥10；第二范围的上位置脉冲计数值
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第二范围的下位置脉冲计数值≥20。8.晶圆状态检测系统，其特征在于，包括传感器：设置在传感器支架上，通过竖直上下运动实时扫描晶圆装载盒，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张胜森，鲍伟成，薛增辉，葛敬昌，王文广，叶莹，
申请(专利权)人：上海果纳半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：