机械手臂制造技术

本实用新型专利技术涉及一种机械手臂，包括：承载盘，所述承载盘包括前端和后端，所述前端在获取晶圆时最先接近晶圆；至少一对光学传感器，安装于所述承载盘的前端，用于向晶圆发射检测光以及接收晶圆对检测光反射形成的反射光；计算模块，与所述光学传感器连接，用于根据所述光学传感器在所述承载盘运动过程中发射的检测光信息与接收的反射光信息，获取晶圆边缘至少三点的位置信息，并根据所述至少三点的位置信息计算晶圆的圆心位置。

【技术实现步骤摘要】
机械手臂
本技术涉及半导体设备领域，尤其涉及一种机械手臂。
技术介绍
晶圆制造工艺中，通常需借助机械手臂传输晶圆，例如晶圆在晶圆盒与晶圆盒之间的传送，晶圆在晶圆盒与晶舟之间的传送，以及晶圆在晶圆盒与反应腔室之间的传送等。机械手臂包括机械臂部和位于机械臂部末端的承载盘，通过承载盘获取晶圆。机械臂部可以进行伸缩以及上下平移将承载盘移动至合适位置后获取或者放置晶圆。现有的机械手臂通常只有在将晶圆放入半导体腔体内时会校准承载盘的位置，而当再次取回之前放入的晶圆时则无法校准取片位置。而腔体中有很多运动部件以及工艺气体，有可能导致晶圆在工艺过程中位置发生偏移，因此在工艺完成后，机械手臂在取片时常常发生晶圆滑片甚至破片的现象。所以机械手臂在取片时位置校准功能是至关重要的。如何实现机械手臂在取片时的位置校准功能，是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种机械手臂，在取片时能够自动计算晶圆的圆心位置，从而校准取片位置。为了解决上述问题，本技术提供了一种机械手臂，包括：承载盘，所述承载盘包括前端和后端，所述前端在获取晶圆时最先接近晶圆；至少一对光学传感器，安装于所述承载盘的前端，用于向晶圆发射检测光以及接收晶圆对检测光反射形成的反射光；计算模块，与所述光学传感器连接，用于根据所述光学传感器在所述承载盘运动过程中发射的检测光信息与接收的反射光信息，获取晶圆边缘至少三点的位置信息，并根据所述至少三点的位置信息计算晶圆的圆心位置。可选的，所述光学传感器为反射型光学传感器，包括：发射单元和接收单元。可选的，所述光学传感器为光纤传感器。可选的，所述光学传感器设置于承载盘前端的盘面上或者设置于所述承载盘前端侧壁处。可选的，还包括：机械臂部，与所述承载盘的后端连接，用于控制所述承载盘进行移动，以调整所述承载盘的位置。可选的，还包括：控制器，与所述机械臂部和所述计算模块连接，用于根据所述计算模块计算的圆心位置，控制所述机械臂部调整所述承载盘的位置。可选的，包括至少两对光学传感器，不同对的光学传感器具有不同的感光度。可选的，同一对内的两个光学传感器具有相同的感光度。本技术的机械手臂能够在获取晶圆之间，通过光学传感器获取晶圆边缘至少三个点的位置信息，从而计算出晶圆的圆心的位置，进而对机械手臂的承载盘的位置进行校准，使得承载盘能够准确获取晶圆，避免获取晶圆过程中出现滑片或破片的问题。附图说明图1为本技术一具体实施方式的机械手臂的模块结构示意图；图2为本技术一具体实施方式的机械手臂的具体结构示意图；图3为本技术一具体实施方式的机械手臂的模块结构示意图；图4A～4F为本技术一具体实施方式的机械手臂自腔体内获取晶圆的过程示意图；图5A～5D为本技术一具体实施方式的机械手臂获取晶圆边缘四个点的相对位置的示意图；图6为本技术一具体实施方式的机械手臂的具体结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术提供的机械手臂的具体实施方式做详细说明。请参考图1和图2，图1为本技术一具体实施方式的机械手臂的模块结构示意图；图2为本技术一具体实施方式的机械手臂的具体结构示意图。本具体实施方式提供的机械手臂，包括承载盘110，传感器模块120以及计算模块130。所述承载盘110用于承载晶圆，以进行晶圆的转移。所述承载盘110包括相对的前端11和后端12，所述前端11在获取晶圆时最先接近晶圆。图2中仅为承载盘110的形状示意，在其他具体实施方式中，所述承载盘110还可以为其他形状。所述传感器模块120包括至少两个光学传感器，安装于所述承载盘110的前端11。该具体实施方式中，所述传感器模块120包括一对光学传感器，具体为：第一光学传感器121a和第二光学传感器121b。所述第一光学传感器121a和第二光学传感器121b分别用于向晶圆发射检测光以及接收晶圆对检测光反射形成的反射光。该具体实施方式中，所述第一光学传感器121a和第二光学传感器121b均为反射型光学传感器，均具有发射检测光以及接收反射光的功能。较佳的，所述第一光学传感器121a和第二光学传感器121b可以为反射型光纤传感器。所述第一光学传感器121a和第二光学传感器121b均包括发射单元和接收单元，所述发射单元用于发射检测光，所述接收单元用于接收反射光，所述发射单元和接收单元集成于同一光学传感器内。在其他具体实施方式中，所述光学传感器还可以为其他类型能够实现上述功能的光学传感器。在该具体实施方式中，所述第一光学传感器121a和第二光学传感器121b均位于所述承载盘110前端11的盘面上；在另一具体实施方式中，所述第一光学传感器121a和第二光学传感器121b还可以设置于所述承载盘110的前端11的侧壁处。所述计算模块130，与所述第一光学传感器121a、第二光学传感器122a连接分别，用于根据所述光学传感器在承载盘110运动过程中发射的检测光信息与接收的反射光信息，获取晶圆边缘至少三点的位置信息，并根据所述至少三点的位置信息计算晶圆的圆心位置。请参考图3，为本技术另一具体实施方式的机械手臂的模块结构示意图。所述机械手臂还包括机械臂部310，与所述承载盘110的后端12(请参考图2)连接。所述机械臂部310可进行伸缩以及上下平移等操作，控制承载盘110进行移动，以调整所述承载盘110的位置。所述机械手臂还包括控制器320，与所述机械臂部310和计算模块130连接，用于根据所述计算模块130计算的圆心位置，控制所述机械臂部310调整所述承载盘110的位置。请参考图4A至图4F，为本技术一具体实施方式的机械手臂自腔体内获取晶圆的过程示意图。其中，所述机械手臂仅示出了承载盘110以及第一光学传感器121a。请参考图4A，为晶圆置于半导体处理设备的腔体内的示意图。腔体400内具有基座402，晶圆401置于所述基座402上进行工艺加工，此时升降销403处于降下状态，确保晶圆401平放在基座402表面；当需要通过机械手臂取放晶圆时，所述升降销403会上升，将晶圆401顶起。所述升降销403的状态通过底部的控制部404控制，所述控制部404可以为气缸或伺服电机。后续图4B～4F中仅示出所述腔体400内的晶圆401。请参考图4B，承载盘110以及第一光学传感器121a进入腔体400内，未到达晶圆401所在位置下方时，第一光学传感器121a发出的检测光不会受到晶圆401的遮挡，从而所述第一光学传感器121a不会接收到所述晶圆401对检测光反射形成的反射光。请参考图4C，随着承载盘110的进一步移动，所述第一光学传感器121a到达晶圆401的边缘下方，第一光学传感器121a发出的检测光受到晶圆401的反射，所述第一光学传感器121a接收到反射光。请参考图4D，承载盘110继续移动，在这一过程中第一光学传感器121a在发出检测光的同时，始终能够接收到反射光，直至所述第一光学传感器121a位置超出晶圆401的边缘下方，此时将无法再接收到反射光。在这个过程中，第二光学传感器121b与所述第一光学传感器121a的状态同步。因此，在所述第一光学传感器121a与所述第二光学传感器121b两次经过晶圆401下方时，能够获取四个反射光发生变化的临本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械手臂，其特征在于，包括：承载盘，所述承载盘包括前端和后端，所述前端在获取晶圆时最先接近晶圆；至少一对光学传感器，安装于所述承载盘的前端，用于向晶圆发射检测光以及接收晶圆对检测光反射形成的反射光；计算模块，与所述光学传感器连接，用于根据所述光学传感器在所述承载盘运动过程中发射的检测光信息与接收的反射光信息，获取晶圆边缘至少三点的位置信息，并根据所述至少三点的位置信息计算晶圆的圆心位置。

【技术特征摘要】
1.一种机械手臂，其特征在于，包括：承载盘，所述承载盘包括前端和后端，所述前端在获取晶圆时最先接近晶圆；至少一对光学传感器，安装于所述承载盘的前端，用于向晶圆发射检测光以及接收晶圆对检测光反射形成的反射光；计算模块，与所述光学传感器连接，用于根据所述光学传感器在所述承载盘运动过程中发射的检测光信息与接收的反射光信息，获取晶圆边缘至少三点的位置信息，并根据所述至少三点的位置信息计算晶圆的圆心位置。2.根据权利要求1所述的机械手臂，其特征在于，所述光学传感器为反射型光学传感器，包括：发射单元和接收单元。3.根据权利要求2所述的机械手臂，其特征在于，所述光学传感器为光纤传感器。4.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王大为，林宗贤，吴龙江，
申请(专利权)人：德淮半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32