一种机械手取片方法和放片方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种机械手取片方法和放片方法及装置，所述机械手应用于半导体外延设备，所述方法包括：当所述机械手伸入所述托盘的预设位置时，采用所述距离传感器获取多个取片距离特征值；其中，所述取片距离特征值表示所述距离传感器到晶圆上不同的点的距离；采用所述取片距离特征值及半径参数，确定所在的片槽平面与标准平面的夹角；其中，所述标准平面以工艺腔上表面为基准形成的平面；依据所述夹角，计算取片下移特征值；依据所述取片下移特征值取出所述晶圆，可以极大地提高晶圆放片的成功率，避免技术人员操作不当导致晶圆压伤或机械手压伤的缺陷。

A method and device for drawing and releasing of a mechanical hand

The embodiment of the invention provides a method and a mechanical hand to take tablets tablets method and device, the manipulator should be used for semiconductor epitaxial device, the method includes: when the mechanical arm extends into the tray of the preset position, access to a number of films from the feature value using the distance sensor; among them, the fetch distance feature represents the value of the distance sensor to different points on the wafer using the distance; take distance eigenvalue and radius parameters, determining the angle where the slot plane and the standard plane; wherein, the standard plane to process cavity on the surface of the datum plane is formed; according to the angle, calculate the sheet moves downwards according to the characteristic value; take characteristic value of the sheet moves downwards out of the wafer, can greatly improve the success rate of the wafer is arranged, to avoid technical personnel due to improper operation of the wafer pressure A defect in a wound or a mechanical hand.

【技术实现步骤摘要】
一种机械手取片方法和放片方法及装置
本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种机械手取片方法和放片方法和一种机械手取片装置和放片装置。
技术介绍
硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆，在晶圆上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能的IC产品。在晶圆的加工工艺中，通常需要用到半导体外延设备，例如刻蚀机、PVD(physicalvapordeposition，物理气相沉积)设备和CVD(chemicalvapordeposition，化学气相沉积)设备。在采用这些半导体外延设备进行晶圆加工的过程中，都会涉及晶圆的放片和取片，以CVD设备为例，在先的晶圆放片和取片流程通常如下：图1所示为CVD设备的结构图，其中，CVD设备包括片槽101、大气机械手102、片槽103、晶片校准和吹洗室104、传输系统105和工艺腔106，传输系统105中具有机械手，用于将晶圆传输进工艺腔106(即放片)和将晶圆从工艺腔106中取出(即取片)。图2所示为机械手进行取放片示意图，机械手201上吸附着晶圆202从高位伸入工艺腔203，然后下降一定高度，将晶圆202放在托盘204上的片槽上，取片的过程是机械手201从高位伸入工艺腔203，下降一定高度到达低位，在低位处吸附托盘204片槽上的晶圆，然后机械手201上升至高位，并退出工艺腔203。在晶圆的放片和取片过程中，机械手201在工艺腔203中下降的高度由技术人员控制，然而，技术人员无法看到机械手201和托盘204的相对位置，因而在实际应用中难以把握机械手201下降的高度，若下降的高度过小，将导致晶圆放片和取片失败，若下降的高度过大，机械手201会和托盘204发生触碰，容易导致蹭片，甚至压伤晶圆和机械手201。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种机械手取片方法和放片方法及一种机械手取片装置和放片装置。为了解决上述问题，本专利技术实施例公开了一种机械手取片方法，所述机械手应用于半导体外延设备，所述半导体外延设备包括机械手、工艺腔、位于所述工艺腔内部的托盘、以及安装在所述工艺腔上表面的距离传感器，所述托盘上具有若干个用于放置晶圆的片槽，所述方法包括：当所述机械手伸入所述托盘的预设位置时，采用所述距离传感器获取多个取片距离特征值；其中，所述取片距离特征值表示所述距离传感器到晶圆上不同的点的距离；采用所述取片距离特征值及半径参数，确定所在的片槽平面与标准平面的夹角；其中，所述标准平面以工艺腔上表面为基准形成的平面；依据所述夹角，计算取片下移特征值；依据所述取片下移特征值取出所述晶圆。优选地，所述取片距离特征值包括第一取片距离特征值和/或第二取片距离特征值和/或第三取片距离特征值，所述采用所述距离传感器获取多个取片距离特征值的步骤包括：所述托盘开始旋转一定角度时，采用所述距离传感器获得托盘起始位置的第一取片距离特征值；所述托盘旋转停止时，获取所述第二取片距离特征值；所述距离传感器横移一段固定距离后，获取所述第三取片距离特征值。优选地，所述采用所述取片距离特征值及半径参数，确定所在的片槽平面与标准平面的夹角的步骤包括：采用所述第一取片距离特征值、第二取片距离特征值及第三取片距离特征值及所述半径参数，建立所述片槽平面。计算所述片槽平面与标准平面之间的夹角。优选地，所述采用所述第一取片距离特征值、第二取片距离特征值及第三取片距离特征值及所述半径参数，建立所述片槽平面的步骤包括：以距离传感器所在的位置为原点，建立含有第一取片距离特征值对应的第一坐标点、第二取片距离特征值对应的第二坐标点及第三取片距离特征值对应的第三坐标点的空间直角坐标系统；其中，所述第一坐标点由所述半径参数及第一取片距离特征值计算得到。采用所述第一坐标点、第二坐标点及第三坐标点计算得所述片槽平面。优选地，所述依据所述夹角，计算取片下移特征值步骤包括：依据所述夹角，确定所述片槽相对于工艺腔上表面的距离最小值；采用所述距离最小值，计算取片下移特征值。优选地，所述依据所述取片下移特征值取出所述晶圆的步骤包括：采用所述取片下移特征值计算所述机械手的目标下降位置；判断所述目标下降位置是否低于所述机械手的预设最低位置；若是，则提示调整所述托盘相对于预设平面的平行度；若否，则下降所述机械手至所述目标下降位置取出所述晶圆。本专利技术实施例还公开了一种机械手放片方法，所述机械手应用于半导体外延设备，所述半导体外延设备包括机械手、工艺腔、位于所述工艺腔内部的托盘、以及安装在所述工艺腔上表面的距离传感器，所述托盘上具有若干个用于放置晶圆的片槽，所述方法包括：当所述机械手伸入所述托盘的预设位置时，采用所述距离传感器获取多个放片距离特征值；其中，所述放片距离特征值表示所述距离传感器到片槽上不同的点的距离；采用所述放片距离特征值及半径参数，确定得到片槽所在平面与标准平面的夹角；其中，所述标准平面以工艺腔上表面为基准形成的平面；依据所述夹角，计算放片下移特征值；依据所述放片下移特征值放置所述晶圆。优选地，所述依据所述夹角，计算放片下移特征值的步骤包括：依据所述夹角，确定所述片槽相对于工艺腔上表面的距离最小值；；采用所述距离最小值，计算放片下移特征值。优选地，所述依据所述放片下移特征值放置所述晶圆的步骤包括：采用所述放片下称特征值计算所述机械手的目标下降位置；判断所述目标下降位置是否低于所述机械手的预设最低位置；若是，则提示调整所述托盘相对于预设平面的平行度；若否，则下降所述机械手至所述目标下降位置放置所述晶圆。本专利技术实施例还公开了一种机械手取片装置，所述机械手应用于半导体外延设备，所述半导体外延设备包括机械手、工艺腔、位于所述工艺腔内部的托盘、以及安装在所述工艺腔上表面的距离传感器，所述托盘上具有若干个用于放置晶圆的片槽，所述装置包括：取片距离特征值获取模块，用于当所述机械手伸入所述托盘的预设位置时，采用所述距离传感器获取多个取片距离特征值；其中，所述取片距离特征值表示所述距离传感器到晶圆上不同的点的距离；夹角确定模块，用于采用所述取片距离特征值及半径参数，确定所在的片槽平面与标准平面的夹角；其中，所述标准平面以工艺腔上表面为基准形成的平面；取片下移特征值计算模块，用于依据所述夹角，计算取片下移特征值；晶圆取出模块，用于依据所述取片下移特征值取出所述晶圆。优选地，所述取片距离特征值包括第一取片距离特征值和/或第二取片距离特征值和/或第三取片距离特征值，所述取片距离特征值获取模块的步骤包括：第一取片距离特征值获得子模块，用于所述托盘开始旋转一定角度时，采用所述距离传感器获得托盘起始位置的第一取片距离特征值；第二取片距离特征值获取子模块，用于所述托盘旋转停止时，获取所述第二取片距离特征值；第三取片距离特征值获取子模块，用于所述距离传感器横移一段固定距离后，获取所述第三取片距离特征值。优选地，所述夹角确定模块包括：片槽平面建立子模块，用于采用所述第一取片距离特征值、第二取片距离特征值及第三取片距离特征值及所述半径参数，建立所述片槽平面。夹角计算子模块，用于计算所述片槽平面与标准平面之间的夹角。优选地，所述片槽平面建立子模块包括：空间直角坐标系统建立单元，用于以距离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械手取片方法，其特征在于，所述机械手应用于半导体外延设备，所述半导体外延设备包括机械手、工艺腔、位于所述工艺腔内部的托盘、以及安装在所述工艺腔上表面的距离传感器，所述托盘上具有若干个用于放置晶圆的片槽，所述方法包括：当所述机械手伸入所述托盘的预设位置时，采用所述距离传感器获取多个取片距离特征值；其中，所述取片距离特征值表示所述距离传感器到晶圆上不同的点的距离；采用所述取片距离特征值及半径参数，确定所在的片槽平面与标准平面的夹角；其中，所述标准平面以工艺腔上表面为基准形成的平面；依据所述夹角，计算取片下移特征值；依据所述取片下移特征值取出所述晶圆。

【技术特征摘要】
1.一种机械手取片方法，其特征在于，所述机械手应用于半导体外延设备，所述半导体外延设备包括机械手、工艺腔、位于所述工艺腔内部的托盘、以及安装在所述工艺腔上表面的距离传感器，所述托盘上具有若干个用于放置晶圆的片槽，所述方法包括：当所述机械手伸入所述托盘的预设位置时，采用所述距离传感器获取多个取片距离特征值；其中，所述取片距离特征值表示所述距离传感器到晶圆上不同的点的距离；采用所述取片距离特征值及半径参数，确定所在的片槽平面与标准平面的夹角；其中，所述标准平面以工艺腔上表面为基准形成的平面；依据所述夹角，计算取片下移特征值；依据所述取片下移特征值取出所述晶圆。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述取片距离特征值包括第一取片距离特征值和/或第二取片距离特征值和/或第三取片距离特征值，所述采用所述距离传感器获取多个取片距离特征值的步骤包括：所述托盘开始旋转一定角度时，采用所述距离传感器获得托盘起始位置的第一取片距离特征值；所述托盘旋转停止时，获取所述第二取片距离特征值；所述距离传感器横移一段固定距离后，获取所述第三取片距离特征值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用所述取片距离特征值及半径参数，确定所在的片槽平面与标准平面的夹角的步骤包括：采用所述第一取片距离特征值、第二取片距离特征值及第三取片距离特征值及所述半径参数，建立所述片槽平面；计算所述片槽平面与标准平面之间的夹角。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用所述第一取片距离特征值、第二取片距离特征值及第三取片距离特征值及所述半径参数，建立所述片槽平面的步骤包括：以距离传感器所在的位置为原点，建立含有第一取片距离特征值对应的第一坐标点、第二取片距离特征值对应的第二坐标点及第三取片距离特征值对应的第三坐标点的空间直角坐标系统；其中，所述第一坐标点由所述半径参数及第一取片距离特征值计算得到。采用所述第一坐标点、第二坐标点及第三坐标点计算得所述片槽平面。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述夹角，计算取片下移特征值步骤包括：依据所述夹角，确定所述片槽相对于工艺腔上表面的距离最小值；采用所述距离最小值，计算取片下移特征值。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述取片下移特征值取出所述晶圆的步骤包括：采用所述取片下移特征值计算所述机械手的目标下降位置；判断所述目标下降位置是否低于所述机械手的预设最低位置；若是，则提示调整所述托盘相对于预设平面的平行度；若否，则下降所述机械手至所述目标下降位置取出所述晶圆。7.一种机械手放片方法，其特征在于，所述机械手应用于半导体外延设备，所述半导体外延设备包括机械手、工艺腔、位于所述工艺腔内部的托盘、以及安装在所述工艺腔上表面的距离传感器，所述托盘上具有若干个用于放置晶圆的片槽，所述方法包括：当所述机械手伸入所述托盘的预设位置时，采用所述距离传感器获取多个放片距离特征值；其中，所述放片距离特征值表示所述距离传感器到片槽上不同的点的距离；采用所述放片距离特征值及半径参数，确定得到片槽所在平面与标准平面的夹角；其中，所述标准平面以工艺腔上表面为基准形成的平面；依据所述夹角，计算放片下移特征值；依据所述放片下移特征值放置所述晶圆。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述依据所述夹角，计算放片下移特征值的步骤包括：依据所述夹角，确定所述片槽相对于工艺腔上表面的距离最小值；；采用所述距离最小值，计算放片下移特征值。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述依据所述放片下移特征值放置所述晶圆的步骤包括：采用所述放片下称特征值计算所述机械手的目标下降位置；判断所述目标下降位置是否低于所述机械手的预设最低位置；若是，则提示调整所述托盘相对于预设平面的平行度；若否，则下降所述机械手至所述目标下降位置放置所述晶圆。10.一种机械手取片装置，其特征在于，所述机械手应用于半导体外延设备，所述半导体外延设备包括机械手、工艺腔、位于所述工艺腔内部的托盘、以及安装在所述工艺腔上表面的距离传感器，所述托盘上具有若干个用于放置晶圆的片槽，所述装置包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王艳领，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11