一种晶圆异常位置的实时检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术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。失。失。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆异常位置的实时检测方法及装置


[0001]本申请涉及半导体
，特别是涉及一种晶圆异常位置的实时检测方法及装置。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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
[0016]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
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2、图1A
‑
3分别表示Mapping传感器逐步靠近晶圆盒的过程。
[0017]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。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]图3B显示为本申请于一实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭景华，李彬彬，
申请(专利权)人：中芯智达半导体科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：