一种硅片分布状态图像组合检测方法以及装置，该装置包括在位于硅片组上方设置图像传感单元，以及设置在机械手上的光电扫描单元或超声扫描单元；且光电扫描单元或超声扫描单元通过机械手驱动水平或垂直定位；在第一检测阶段的图像采集模式下，执行硅片凸片的异常状态极限位置预扫描指令；通过在第二检测阶段的光电扫描/超声扫描单元先工作在自接收测距模式，进行在预扫描出凸片上方所有硅片的循环扫描指令，第三检测阶段转换为互接收工作模式，执行硅片分布状态异常扫描指令，以及第四检测阶段又转换成自接收工作模式，执行在预扫描出凸片下方所有硅片的循环扫描指令；且在承载器的周围布设多个扫描检测点，进一步地提高了检测精度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体加工设备
，尤其涉及一种半导体设备承载区域的硅片 分布状态图像组合检测方法，本专利技术还涉及半导体设备承载区域的硅片分布状态图像组合 检测装置。
技术介绍
硅片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，通常要求由于输运设备自身导致的硅片破片率应小于十万分之一。并且，作为批量式 硅片热处理系统，相对于单片式工艺系统，每个生产工艺所需的硅片传输、硅片放置和取片 次数更多，因而对硅片传输、硅片放置和取片的安全性和可靠性要求更高。目前，机械手被广泛应用于半导体集成电路制造
中，机械手是硅片传输 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硅片，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硅片，既可对单枚硅片进行取放作业，也 可对多枚硅片进行取放作业。 然而，当机械手在对硅片进行取放作业时，尤其是，当硅片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硅片在承载器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硅片或设备受损，造成不可弥补的损失。 请参阅图1，图1为现有技术中机械手在硅片传输、硅片放置和取片时的位置结构 示意图。如图所示，当硅片组2中的硅片在承载器3上处于突出等异常状态时，机械手1在 自动存取硅片2的运动处于非完全工作状态，非常容易造成硅片2及设备（包括机械手1) 的损伤。 因此，在机械手1完成硅片放置后或准备取片前，需对承载器3上硅片组2中的硅 片分布状态进行准确的识别，同时对识别出的各种异常状态提供准确应对措施，以实现安 全取放片。 目前，批量式硅片热处理系统的硅片分布状态的识别一般是采用单纯的光电信号 运动扫描方法对硅片在承载器3上的分布状态进行识别，这种扫描方法仅对硅片组2中的 硅片处于叠片、斜片或无片等异常状态时，有一定的检测效果，但如果硅片在承载器3上处 于突出状态时，就不能很好地检测出，也就是说，通过现有技术简单的得出异常或正常的结 果，在运动扫描过程中还是易产生碰撞导致硅片或设备受损，同时经常产生漏报、误报的情 况。 随着半导体集成电路制造技术的发展，对硅片的安全存取和输运提出了更高的要 求，即对机械手的精准控制要求也越来越高。因此，如何快速准确检测硅片半导体设备承载 区域内的硅片分布状态，避免机械手运动造成硅片及设备损伤，已成为本领域技术人员亟 待解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种半导体设备承载区域的硅片分布状态图像组合 检测方法，能够快速准确检测硅片半导体设备承载区域内的硅片分布状态，避免机械手运 动造成硅片及设备损伤。本专利技术的第二个目的是提供两种半导体设备承载区域的硅片分布 状态图像组合检测装置。 为了实现上述第一个目的，本专利技术提供一种半导体设备承载区域的硅片分布状态 图像组合检测方法，其包括： 步骤S1、将图像传感单元设置于硅片组的上方，设定理想放置硅片的中心坐标和 实际放置区域距该中心坐标偏差阈值；启动图像传感单元拍摄硅片放置状态图像，并利用 图像特征识别算法，判断硅片组中硅片放置是否有超出所述偏差阈值的情况；如果是，执行 步骤S5,否则，执行步骤S2 ; 步骤S2 :将第一和第二光电传感器/第一和第二超声波传感器的工作模式设置成 自接收模式，且第一和第二光电传感器/第一和第二超声波传感器定位对应于承载器第一 个放置硅片的垂直起始点和步骤S1检测到的图像突出点作为水平起始点位置上方； 步骤S3 :根据第一和/或第二光电传感器，或者，第一和/或第二超声波传感器， 各自沿硅片层叠的垂直向下方向发射和接收光信号的时间差和预定的判断规则，判断硅片 存在突出规定位置异常状态的垂直坐标； 步骤S4 :所述机械手沿所述承载区中心方向前进一个预设的水平步进距离，判断 所述位置是否是水平终止点位置；如果是，执行步骤S5 ;否则，执行步骤S3 ; 步骤S5 :将两个光电传感器/超声波传感器设置成互接收模式，所述机械手从水 平终止点位置垂直起始位置到垂直终止位置执行所有硅片分布状态异常扫描指令，根据两 个光电传感器/超声波传感器间相互发射和接收的反馈值在扫描检测区域内光信号强度 的分布状态，判断是否存在斜片、叠片和/或空片的异常状态； 步骤S6 :将两个光电传感器/超声波传感器设置成自接收模式，根据第一和/或 第二光电传感器，或者，第一和/或第二超声波传感器，各自沿硅片层叠的垂直向上方向发 射和接收光信号的时间差和预定的判断规则，判断硅片存在突出规定位置异常状态的垂直 坐标； 步骤S7 :所述机械手沿所述承载区中心相反方向前进一个预设的水平步进距离， 判断所述位置是否是步骤S1检测到的图像突出点的水平起始点位置；如果是，结束；否则， 执行步骤S6。 优选地，所述步骤S5具体包括以下步骤： 步骤S51 :根据硅片的厚度、相邻硅片的间隔距离和承载器的厚度，获得判断斜 片、萱片和空片的运动扫描区域； 步骤S52 :所述机械手定位于水平运动起始点位置和垂直终止点位置； 步骤S53 :根据两个所述光电传感器/或超声扫描单元相互发射和接收光信号的 预设检测区域和在该区域的光信号遮蔽宽度情况，依次判断相应的硅片放置位置是否存在 斜片、叠片和/或空片的异常状态；如果是，执行步骤S55 ;否则，直接执行步骤S54 ; 步骤S54 :所述机械手依序下降一个硅片的间隔距离，判断所述位置是否是垂直 终止点位置；如果是，结束；否则，执行步骤S53 ; 步骤S55 :发出相应位置存在斜片、叠片和/或空片的异常状态信息，执行步骤 S54〇优选地，所述承载器或所述机械手包括转动单元，所述转动单元使所述机械手围 绕所述承载器作相对旋转运动，且在整个所述承载器侧周上具有N个旋转检测停止位置， 在每一个检测位置执行一次所述步骤S1至S7,得到一组相应的检测结果；最后将N组检测 结果进行与运算，得到最终的硅片凸片的异常状态分布，其中，N为大于等于2的正整数。 优选地，所述N个位置中相邻两个位置的旋转角度相同，选择设定如下：A?当（360° /设定旋转角度）的余数=0时：累计检测位置数目=360°/设定旋转角度 实际旋转角度=设定旋转角度 B?当（360° /设定旋转角度）的余数辛0时： 累计检测位置数目=(360° /设定旋转角度）取整（舍去小数点后）+1 实际旋转角度= 360° /累计检测位置数目 如果由旋转起始点和设定旋转角度生成的检测位置坐标值与所述承载器支撑点 的坐标位置冲突，则需重新设定起始点和旋转角度值。 优选地，所述步骤S4和S6中，所述机械手沿水平方向每次移动水平步进距离相 等、逐渐变大和/或逐渐减小；且所述水平起始位置与硅片处于跌落极限位置时的位置相 关，所述水平终止点位置与承载器的支撑结构参数和相关。 为了实现上述第二个目的，本专利技术又提供了一种硅片分布状态图像扫描检测装 置，其包括图像传感单元、光电扫描单元、控制单元和报警单元；图像传感单元设置在位于 硅片组的上方，用于俯视拍摄层叠于所述硅片组中硅片放置状态的图像；光电扫描单元设 置于在所述承载器的圆周侧边的机械手上，并随所述机械手移动，在水平和/或垂直预设 方向进行移动并执行扫描检测，其包括两个光本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种硅片分布状态图像组合检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S1、将图像传感单元设置于硅片组的上方，设定理想放置硅片的中心坐标和实际放置区域距该中心坐标偏差阈值；启动图像传感单元拍摄硅片放置状态图像，并利用图像特征识别算法，判断硅片组中硅片放置是否有超出所述偏差阈值的情况；如果是，执行步骤S5，否则，执行步骤S2；步骤S2：将第一和第二光电传感器/第一和第二超声波传感器的工作模式设置成自接收模式，且第一和第二光电传感器/第一和第二超声波传感器定位对应于承载器第一个放置硅片的垂直起始点和步骤S1检测到的图像突出点作为水平起始点位置上方；步骤S3：根据第一和/或第二光电传感器，或者，第一和/或第二超声波传感器，各自沿硅片层叠的垂直向下方向发射和接收光信号的时间差和预定的判断规则，判断硅片存在突出规定位置异常状态的垂直坐标；步骤S4：所述机械手沿所述承载区中心方向前进一个预设的水平步进距离，判断所述位置是否是水平终止点位置；如果是，执行步骤S5；否则，执行步骤S3；步骤S5：将两个光电传感器/超声波传感器设置成互接收模式，所述机械手从水平终止点位置垂直起始位置到垂直终止位置执行所有硅片分布状态异常扫描指令，根据两个光电传感器/超声波传感器间相互发射和接收的反馈值在扫描检测区域内光信号强度的分布状态，判断是否存在斜片、叠片和/或空片的异常状态；步骤S6：将两个光电传感器/超声波传感器设置成自接收模式，根据第一和/或第二光电传感器，或者，第一和/或第二超声波传感器，各自沿硅片层叠的垂直向上方向发射和接收光信号的时间差和预定的判断规则，判断硅片存在突出规定位置异常状态的垂直坐标；步骤S7：所述机械手沿所述承载区中心相反方向前进一个预设的水平步进距离，判断所述位置是否是步骤S1检测到的图像突出点的水平起始点位置；如果是，结束；否则，执行步骤S6。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐冬，
申请(专利权)人：北京七星华创电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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