CN100446210C - 具有ccd传感器的硅片传输系统及传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体刻蚀设备中硅片传输装置及传输方法。本发明具有CCD传感器的硅片传输系统包括安装在真空传输室内的真空机械手、安装在真空传输室外的线阵CCD传感器，线阵CCD传感器用于探测真空机械手取片后硅片中心位置与真空机械手中心位置情况。由于CCD传感器安装在真空传输室外，有效地减小真空传输室的体积。本发明传输方法包括如下步骤：取片；CCD传感器将其探头探测到的位置数据发送给计算机，计算机与预定位置比较判断是否存在位置偏差；不存在则直接放片；存在则控制真空机械手放片时将其中心位置相对于放片位置反方向偏移相应偏移量。本发明的方法可以取片、放片一步到位，步骤简单，时间短，效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体刻蚀设备，特别是一种半导体刻蚀设备中的硅片传输装置；本发明还涉及使用该传输装置的传输方法。
背景技术
某些半导体设备的作用是通过物理、化学等手段对硅片进行某种处理，这种处理被称之为半导体工艺，而处理硅片通常在真空环境下的密闭容器中进行。通常将这些容器称为反应室。
真空传输室作为直接和反应室相连的部分，配合其内部的真空机械手，在半导体生产中需要完成将待反应硅片准确传送到反应腔室的工作。真空机械手采用步进电机或伺付电机驱动，通过传感器完成硅片的准确定位后，将硅片传输到反应腔室。
硅片从开始所处的大气环境到真空环境，中间需要一个过渡腔室来完成，通常是使用过渡腔室(Load Lock腔室)完成的，Load Lock腔室内存放一定数量的硅片后，经过抽真空过程，完成从大气环境到真空环境的转换。
典型的真空机械手在真空传输室内调整硅片传输位置的装置与方法是通过专门的硅片位置测量装置(Agliner)完成的。
图1所示为传统的硅片传输装置，其结构包括安装在真空传输室1内的真空机械手2和硅片位置测量装置3。传输过程为：真空机械手2需要将硅片从过渡腔室5中取出来，并放到硅片位置测量装置3上；硅片位置测量装置3通过旋转硅片确定硅片的位置后，计算出硅片实际位置与预定位置的位置偏差，该位置偏差是指硅片中心相对于真空机械手2中心位置的偏移量，当硅片中心与真空机械手2中心重合时，位置偏差为零，即是所说的预定位置；当位置偏差为零时，真空机械手2从硅片位置测量装置3取出后直接传送到反应室的放片位置；当位置偏差不为零时，真空机械手2从硅片位置测量装置3取出时要对该位置偏差进行计算并调整，使硅片的中心位置与真空机械手2的中心位置重合，再将硅片放入到反应室内的放片位置。
上述现有技术的缺点为，由于硅片位置测量装置3要安装在真空传输室1内，这样就占用了一定空间，从而使得真空传输室1的体积比较大，导致半导体刻蚀设备整体体积大，占地面积大，浪费资源；另外，真空机械手需要将硅片放置到硅片位置测量装置上进行位置校准工作后，再从硅片位置测量装置上取出硅片传送到反应室，步骤繁锁，时间长，效率低。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的一个目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种效率高的具有CCD传感器的硅片传输系统；
本发明的另一个目的在于提供一种使用本发明的传输装置的传输方法，其可以减化传输过程，提高效率。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的具有CCD传感器的硅片传输系统，包括安装在真空传输室内的真空机械手，其中还包括安装在真空传输室外的数量与过渡腔室一致或是其二倍线阵CCD传感器，所述线阵CCD传感器用于探测真空机械手取片后硅片中心位置与真空机械手中心位置情况。
其中所述线阵CCD传感器的探头位于真空机械手取片、放片路径中的必经位置上。
其中所述必经位置是真空机械手取片后缩回动作完成时所在的位置。
本发明的具有CCD传感器的硅片传输系统的传输方法，包括如下步骤：
1)真空机械手从过渡腔室中取出硅片；
2)线阵CCD传感器将其探头(4)探测到的硅片弦长数据发送给计算机，计算机根据接收到的弦长数据和硅片直径计算出硅片的圆心位置数据，并与真空机械手(2)中心位置数据进行比较，判断是否存在位置偏差；
3)如果不存在位置偏差，即硅片的中心位置与真空机械手的中心位置重合，则真空机械手直接将硅片传送到反应室内的放片位置；
如果存在位置偏差，即硅片的中心位置与真空机械手的中心位置不重合，则计算机根据该位置偏差计算出偏移量，并控制真空机械手在将硅片传送到反应室内时，使真空机械手中心位置相对于放片位置向反方向偏移出相应的偏移量即可。
(三)有益效果
本发明的具有CCD传感器的硅片传输系统的优点和积极效果在于：本发明中，由于线阵CCD传感器安装在真空传输室外，所以能有效地减小真空传输室的体积，从而减小了半导体刻蚀设备整体体积，减小占地面积，利于节约资源。
使用本发明的具有CCD传感器的硅片传输系统的传输方法的优点和积极效果在于：与现有技术相比，本发明的传输方法中减少了真空机械手将硅片放置到硅片位置测量装置的步骤和将硅片从硅片位置测量装置上取出的步骤，而是由过渡室直接到反应室，一步到位，所以步骤简单，时间短，效率高。
附图说明
图1是现有的硅片传输系统的结构示意图；
图2是本发明的具有CCD传感器的硅片传输系统的结构示意图。
图中：1.真空传输室；2.真空机械手；3.硅片位置测量装置；4.线阵CCD传感器的探头；5.过渡腔室。
具体实施方式
下面结合附图，进一步详细说明本发明具有CCD传感器的硅片传输系统的具体实施方式，但不用来限制本发明的保护范围。
本发明中的CCD全称为Charge Coupled Device，中文翻译为电荷藕合器件。它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，然后通过模数转换器芯片将电信号转换成数字信号。
参见图1。本发明的具有CCD传感器的硅片传输系统，包括安装在真空传输室1内的真空机械手2和安装在真空传输室1外的两个线阵CCD传感器。该两个线阵CCD传感器的探头4分成两组分别位于两个真空机械手2取片后缩回动作完成时所在的位置。CCD传感器需要保证其检测到的长度大于硅片直径。众所周知，已知一个圆的弦长坐标及圆的半径，就可以确定圆的圆心坐标，因此通过CCD传感器测量的弦长信息以及硅片直径，计算机能够计算出硅片圆心位置与真空机械手2的相对位置关系，判断是否存在位置偏差。本发明中的线阵CCD传感器的长度如果短于硅片的直径，也可以使用四个传感器，两个为一组，用于探测硅片的位置。本发明的具有CCD传感器的硅片传输系统适用于任何种类的真空传输室；被传输的硅片可以为任何种类的硅片。本发明中的线阵CCD传感器可以为任何种类的线阵CCD传感器；真空机械手可以为任何种类的真空机械手。
使用本发明的具有CCD传感器的硅片传输系统的传输方法，包括如下步骤：
1)真空机械手2从过渡腔室5中取出硅片；
2)线阵CCD传感器将其探头4探测到的硅片弦长数据发送给计算机，计算机根据接收到的数据和硅片直径计算出硅片的圆心位置数据，并与真空机械手(2)中心位置数据进行比较，判断是否存在位置偏差；
3)如果不存在位置偏差，即硅片的中心位置与真空机械手2的中心位置是重合的，则真空机械手2直接将硅片传送到反应室5内的放片位置；
如果存在位置偏差，即硅片的中心位置与真空机械手2的中心位置不是重合的，则计算机根据该位置偏差计算出偏移量，并控制真空机械手2在将硅片传送到反应室5内时，使真空机械手2中心位置相对于放片位置向反方向偏移出相应的偏移量，这样就保证了硅片已放到正确位置。
本发明的方法中，在存在位置偏差情况下，真空机械手与硅片之间一直保持着这种偏差传送，直到真空机械手将硅片放到反应室的放片位置时，才纠正这种偏差，方法是真空机械手相对于放片位置中心相应的偏移量，从而保证了硅片中心与放片位置中心对正。其中真空机械手对于偏差的计算、调整过程与现有技术中真空机械手根据位置测量装置数据进行的计算、调整过程是一致的。
以上为本发明的最佳实施方式，依据本发明公开的内容，本领域的普通技术人员能够显而易见地想到的一些雷同、替代方案，均应落入本发明保护的范围。
Claims (3)
1.具有CCD传感器的硅片传输系统，包括安装在真空传输室(1)内的真空机械手(2)，其特征在于还包括安装在真空传输室(1)外数量与过渡腔室(5)一致或是其二倍的线阵CCD传感器，所述线阵CCD传感器用于探测真空机械手(2)取片后硅片中心位置与真空机械手(2)中心位置情况；所述线阵CCD传感器的探头(4)位于真空机械手(2)从过渡腔室(5)取片、放片路径中的必经位置上。
2.根据权利要求1所述的具有CCD传感器的硅片传输系统，其特征在于所述必经位置是真空机械手(2)取片后缩回动作完成时所在的位置。
3.一种用于如权利要求1所述的具有CCD传感器的硅片传输系统的传输方法，其特征在于包括如下步骤：
1)真空机械手(2)从过渡腔室(5)中取出硅片；
2)线阵CCD传感器将其探头(4)探测到的硅片弦长数据发送给计算机，计算机根据接收到的弦长数据和硅片直径计算出硅片的圆心位置数据，并与真空机械手(2)中心位置数据进行比较，判断是否存在位置偏差；
3)如果不存在位置偏差，即硅片的中心位置与真空机械手(2)的中心位置重合，则真空机械手(2)直接将硅片传送到反应室内的放片位置；
如果存在位置偏差，即硅片的中心位置与真空机械手(2)的中心位置不重合，则计算机根据该位置偏差计算出偏移量，并控制真空机械手(2)在将硅片传送到反应室内时，使真空机械手(2)中心位置相对于放片位置向反方向偏移出相应的偏移量即可。
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