多個掃描檢測點，進(jìn)一步地提高了檢測精度，很好地避免了機(jī)械手運動造成硅片及設(shè) 備損傷。實驗證明，本發(fā)明的技術(shù)方案實現(xiàn)簡單，效果良好。
【附圖說明】
[0046] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)械手在硅片傳輸、硅片放置和取片時的位置示意圖
[0047] 圖2為本發(fā)明實施例中半導(dǎo)體設(shè)備承載區(qū)域的硅片分布狀態(tài)掃描裝置的光電傳 感器，分別位于機(jī)械手U形端部相對位置的結(jié)構(gòu)示意圖
[0048] 圖3為本發(fā)明實施例中硅片存在突出異常分布狀態(tài)的檢測過程示意圖
[0049] 圖4為本發(fā)明半導(dǎo)體設(shè)備承載區(qū)域的硅片分布狀態(tài)掃描方法一較佳實施例的流 程示意圖
[0050] 圖5為本發(fā)明實施例中硅片處于硅片跌落極限位置時的位置結(jié)構(gòu)示意圖
[0051] 圖6為本發(fā)明實施例中機(jī)械手距離硅片中心之間最小安全距離時的計算原理示 意圖
[0052] 圖7為本發(fā)明實施例中半導(dǎo)體設(shè)備承載區(qū)域的硅片分布狀態(tài)檢測的整體控制流 程圖
[0053] 圖8為本發(fā)明實施例中機(jī)械手在檢測硅片存在突出異常分布狀態(tài)過程中的移動 軌跡示意圖
[0054] 圖9為本發(fā)明實施例中突片異常狀態(tài)循環(huán)掃描指令控制流程示意圖
[0055] 圖10為本發(fā)明方法執(zhí)行硅片分布狀態(tài)異常掃描指令的流程圖
[0056] 圖11本發(fā)明實施例中判斷是否存在斜片、疊片和/或空片的異常狀態(tài)的一較佳實 施例的具體控制流程示意圖
[0057] 圖12為本發(fā)明實施例中硅片和承載器的位置關(guān)系參數(shù)示意圖
[0058] [圖中附圖標(biāo)記]:
[0059] 機(jī)械手1、硅片組2、承載器3、光電掃描單元4
【具體實施方式】
[0060] 為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一 步說明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也 涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行了詳細(xì)的表述，在詳述本發(fā)明實 例時，為了便于說明，示意圖不依照一般比例局部放大，不應(yīng)以此作為對本發(fā)明的限定。
[0061] 需要說明的是，本發(fā)明提供的半導(dǎo)體設(shè)備承載區(qū)域的硅片分布狀態(tài)掃描方法，是 采用在位于硅片承載器圓周側(cè)邊的機(jī)械手上設(shè)置光電掃描單元，該光電掃描單元包括兩個 互為發(fā)射端和接收端的水平對射式光電傳感器；兩個光電傳感器分別位于機(jī)械手的U形端 部相對位置。
[0062] 在半導(dǎo)體領(lǐng)域中，機(jī)械手一般具有單只機(jī)械爪或多只機(jī)械爪，以適應(yīng)批量化生產(chǎn) 的需要。在一些本發(fā)明的實施咧中，機(jī)械手可以具有多只機(jī)械爪，在任意一個或多個機(jī)械爪 的U形端部內(nèi)側(cè)的相對位置設(shè)置一個或多個光電掃描單元，下面的實施例僅以一個光電掃 描單元位于機(jī)械手上為例，并在該機(jī)械手上也只有一個機(jī)械爪，其它的實施例原理相同，在 此不再贅述。
[0063] 本發(fā)明實施例中采用的掃描裝置包括光電掃描單元4和控制單元（圖未示）。請 參閱圖2,圖2為本發(fā)明實施例中半導(dǎo)體設(shè)備承載區(qū)域的硅片分布狀態(tài)掃描裝置的兩個對 射式光電傳感器，分別位于機(jī)械手U形端部相對位置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，光電掃 描單元4設(shè)置于在承載器（承載區(qū)域）的圓周側(cè)邊的機(jī)械手1上，并隨機(jī)械手1在水平和 /或垂直的預(yù)設(shè)方向上進(jìn)行移動定位并實現(xiàn)掃描檢測；也就是說，光電掃描單元4移動是通 過機(jī)械手1的移動來實現(xiàn)的。
[0064] 光電掃描單元4通常包括兩個互為發(fā)射端和接收端的光電傳感器和轉(zhuǎn)動單元（圖 未示），兩個光電傳感器分別位于機(jī)械手1的U形端部相對位置；并且，兩個光電傳感器4設(shè) 置點連成直線的話，該直線相對于地面是平行的。轉(zhuǎn)動單元用于驅(qū)動承載器3相對機(jī)械手1 做旋轉(zhuǎn)和/或定位的運動，或驅(qū)動機(jī)械手1相對承載器3做旋轉(zhuǎn)和/或定位的運動。在檢 測過程中，通常光電掃描單元4中的一個光電傳感器作為接收端，另一個則作為發(fā)射端。
[0065] 控制單元（圖未示）用于啟動檢測并處理獲得的光電強(qiáng)度和分布情況結(jié)果，并根 據(jù)結(jié)果得到硅片組2在承載器上的異常狀態(tài)分布情況；其中，異常狀態(tài)包括硅片凸出、斜 片、疊片和/或空片的狀態(tài)；并且，控制單元還連接報警裝置，該控制單元可以根據(jù)異常狀 態(tài)分布情況控制報警裝置的啟閉。
[0066] 從上述描述可以看出，對于硅片組2中的硅片在承載器3是否有異常分布狀態(tài)進(jìn) 行診斷是通過計算兩個互為發(fā)射端和接收端的光電傳感器間得到的光電信號反饋強(qiáng)度及 其分布情況來實現(xiàn)的，如圖2所示。設(shè)兩個光電傳感器4的距離為X，那么，X的取值需確保 機(jī)械手1在運動過程中能夠正常掃描指定大小尺寸硅片而不與硅片發(fā)生干涉現(xiàn)象。
[0067] 在本發(fā)明的實施例中，在檢測硅片組2在承載器3中區(qū)域是否有硅片斜片、疊片和 /或空片的異常分布狀態(tài)前，先需就硅片組2在承載器3中區(qū)域是否有凸出的異常分布狀態(tài) 進(jìn)行正確評定。
[0068] 請參閱圖3,圖3為本發(fā)明實施例中硅片存在突出異常分布狀態(tài)的檢測過程示意 圖。如圖所示，光電掃描單元4包括的兩個對射式光電傳感器的反饋值接收時間會隨著遮 擋的范圍產(chǎn)生強(qiáng)度上的變化。在檢測正常的情況下，為了獲取硅片在承載器3上某一個 位置有無障礙物的掃描數(shù)據(jù)，該有無障礙物的判斷由光電傳感器所接收的光強(qiáng)度變化來判 定，即以硅片掃描示教中心值為基準(zhǔn)，如果光電傳感器接收端的光強(qiáng)度返回值小于指定閾 值α，則認(rèn)為相應(yīng)區(qū)域內(nèi)有物體遮擋，返回狀態(tài)值為1，代表該承載器3相應(yīng)位置上的硅片 處于突出異常狀態(tài)；如果光電傳感器接收端的光強(qiáng)度返回值大于等于指定閾值α，則認(rèn)為 相應(yīng)區(qū)域內(nèi)無物體，返回狀態(tài)值為0,代表該承載器3相應(yīng)位置上的硅片處于正常狀態(tài)。
[0069] 如圖3所示，橫坐標(biāo)上出現(xiàn)的檢測時間點tl，t2, t3, t4與機(jī)械手1的運動掃描速 度有關(guān)，因此，可以根據(jù)時間檢測結(jié)果變化的起始點和范圍即可確定硅片的狀態(tài)，同時可以 計算出其超過正常范圍的突出程度，得到每個硅片放置位置是否可以安全進(jìn)行工藝或者卸 載的診斷結(jié)果。
[0070] 下面掃描方法的實施例是以安裝在半導(dǎo)體熱處理設(shè)備上的機(jī)械手1上的光電掃 描單元4為例，對本發(fā)明的構(gòu)思進(jìn)行介紹。
[0071] 請參閱圖4,圖4為本發(fā)明半導(dǎo)體設(shè)備承載區(qū)域的硅片分布狀態(tài)掃描方法一較佳 實施例的流程示意圖。如圖所示，半導(dǎo)體設(shè)備承載區(qū)域的硅片分布狀態(tài)掃描方法可以包括 以下步驟：
[0072] 步驟S1、在檢測過程中，需首先設(shè)定兩個對射式光電傳感器4(也可以說是設(shè)定機(jī) 械手1)的掃描檢測軌跡，以及運動掃描初始化參數(shù)并執(zhí)行初始化；其中，運動掃描初始化 參數(shù)包括機(jī)械手水平和/或垂直掃描運動速度，硅片的間隔距離、每一次機(jī)械手水平步進(jìn) 距離、水平起始點位置及終止點位置和上/下垂直起始點位置。
[0073] 具體地，在檢測過程開始前，可以通過預(yù)先示教機(jī)械手1的控制參數(shù)，這些控制參 數(shù)可以控制機(jī)械手1在預(yù)設(shè)的方向和位置，也就相應(yīng)設(shè)定了兩個對射式光電傳感器4的掃 描檢測軌跡。
[0074] 機(jī)械手1掃描檢測軌跡的每一次掃描檢測的起始位置是由水平起始點位置和上/ 下垂直起始點位置決定，上/下垂直起始點位置是兩個位置，上垂直起始點位置對應(yīng)于硅 片組2的頂層硅片放置的位置，下垂直起始點位置對應(yīng)于硅片組2的底層硅片放置的位置。
[0075] 在檢測過程中，如果是從上垂直起始點位置開始，那么下一個檢測位置就是依序 下降一個相鄰硅片的間隔距離，直到下垂直起始點位置；同理，如果是從下垂直起始點位置 開始，那么下一個檢測位置就是依序上升一個相鄰硅片的間隔距離，直到上垂直起始點位 置。
[0076] 對于水平檢測掃描方向的移動檢測區(qū)域，是由承載器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和硅片的尺寸參 數(shù)決定的，即水平起始位置與硅片處于跌落極限位置時的位置相關(guān)，水平終止點位置與承 載器3的支撐結(jié)構(gòu)參數(shù)相關(guān)。請參閱圖5和圖6,圖5為本發(fā)明實施例中硅片處于跌落極限 位置時的位置結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實施例中機(jī)械手距離硅片中心之間最小安全距離 時的計算原理示意圖。
[0077] 如圖5所示，假設(shè)硅片重心位于承載器3的支撐結(jié)構(gòu)邊沿時（向機(jī)械手1方向偏 離正常位置Y)為硅片不會滑落支撐結(jié)構(gòu)的最大位移位置，該掃描檢測水平起始位置至承 載器3中心的距離應(yīng)該大于或等于硅片組2中硅片跌落極限位置至承載器3中心的距離。
[0078] 如圖所示，設(shè)定該掃描檢測起始位置距離承載器3中心距離為Z，同時設(shè)定水平檢 測掃描的時變值為b (t)，b (t)表示機(jī)械手1上的兩個光電傳感器4間中心線距離支撐結(jié)構(gòu) 中心的實時距離，那么，在水平掃描檢測起始位置，MO) = Z ;此外，為考慮安全余量，b(t) =Y+ δ為正式獲取硅片分布狀態(tài)的距離承載器3結(jié)構(gòu)中心的距離；其中：
[0079] X為機(jī)械手1上兩個光電傳感器的發(fā)送端和接收端之間的距離；
[0080] Y為承載器3半徑，即承載器3的中心點到其邊緣的長度；
[0081] r為硅片組2中硅片的半徑，即硅片中心到其邊緣的長度；
[0082] s為相鄰兩片硅片之間的間隔距離，即硅片組2水平放置在承載器3上時兩相鄰硅 片中心在豎直方向的距離；
[0083] γ為設(shè)定相對于絕對水平位置的硅片傾斜角，本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，通用硅片的 厚度通常為0. 7mm，相對于直徑為300mm或200mm娃片，即其半徑為150mm或IOOmm時，娃片 2厚度d/r的比值是小于1/100。因此，在計算硅片的傾斜角度時，硅片的厚度d可近似為 0,這時，該傾斜角的關(guān)系可按如下公式計算為：
[0084] tan ( γ ) = s/Y,
[0085] γ (0) = arctan(s/Y)，即γ (0)的取值大小由結(jié)構(gòu)設(shè)計確定
[0086] 請參閱圖6,當(dāng)硅片重心位于支撐結(jié)構(gòu)邊沿，該極限位置傾斜的硅片在絕對水平平
[0088] 如果