箭头表示各个部件的可移 动方向。因此，本发明的取片过程可以但不限于包括从片盒中拾取硅片的过程，也可以包括 从硅片硅片承载装置中拾取硅片的过程；同理，本发明的放片过程可以但不限于包括将硅 片放置于片盒中，也可以包括将硅片放置于硅片硅片承载装置上。
[0041] 本发明中，机械手具有片叉，片叉上下表面固定有不在同一条直线上的三个或以 上的传感器组，传感器组用于定义一个或多个基准面;片叉上表面的三个传感器用于定义 上基准面，片叉下表面的三个传感器用于定义下基准面，上基准面和下基准面可以为同一 平面也可以为具有一定间距的平面;本发明的片叉可以在水平面内或竖直面内进行翻转， 从而导致片叉可能产生倾斜情况;在半导体领域中，机械手一般具有单只机械爪或多只机 械爪，以适应批量化生产的需要。在一些本发明的实施例中，机械手可以具有多只机械爪， 在任意一个或多个机械爪的片叉的上表面和下表面三个或多个传感器，下面的实施例仅以 一个机械手的一个片叉上表面和下表面分别具有三个传感器为例，其它的实施例原理相 同，在此不再赘述。
[0042] 以下结合附图3-10和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图 均采用非常简化的形式、使用非精准的比例，且仅用以方便、清晰地达到辅助说明本实施例 的目的。
[0043] 半导体设备硅片承载装置中硅片分布状态识别系统包括:设置于机械手片叉、判 断装置、控制装置和报警装置;在本发明的一个实施例中，机械手片叉上设置有传感器;在 本发明的另一个实施例中，机械手片叉上设置有假硅片，假硅片中嵌入有无线收发器、探测 器和转换器。
[0044] 本发明的一个实施例中，请参阅图3和图4,支撑部件101上承载有硅片W，支撑部件 101均匀分布于一半的硅片W的边缘，机械手100的片叉101为对称V型，机械手100还具有夹 持部件;片叉101的对称轴与硅片W的直径重合，片叉101的两个倾斜侧壁最外侧之间的宽度 小于硅片W的直径；
[0045] 传感器组(黑实心圆），设置于机械手100的硅片W的上下表面，用于检测片叉101到 一个硅片底部的距离测量值以及片叉101到该一个硅片下方相邻硅片的距离测量值;在片 叉101的上表面设置有三个传感器SI、S2、S3,其中两个传感器Sl和S2分别位于V型片叉101 的对称的两个斜壁上且对应于置于片叉101上的硅片W的直径上，所剩的一个传感器S3位于 V型片叉101的对称两个斜壁内侧相交的位置上，在该片叉101所在平面建立原点，设置为 XOY基准面，传感器SI、S2的连线的中点与的传感器S3的连线垂直且平分传感器SI、S2的连 线；因此，将V型片叉斜壁上的两个传感器SI、S2的连线设为X轴，将传感器SI、S2的连线的中 点与传感器S3的连线设为Y轴，传感器S1、S2的连线的中点为坐标原点0,以此构成片叉所在 XOY平面，这里需要说明的是，在涉及传感器的相对位置关系时，将传感器视为一个点。本实 施例中，以片叉101上表面的传感器S1、S2、S3所反馈的测量值来判断硅片W的位姿和取片过 程是否能够安全取片，用于计算圆柱面方程、截交线方程、硅片所在平面与片叉所在平面的 夹角、截交线与片叉所在平面的最小距离和最大距离;本实施例中，传感器通过光电信号探 测距离来实现的，也就是传感器为光电传感器。
[0046]判断装置，用于判断机械手包括片叉在取片或放片运动过程中是否会触碰到硅 片，以及判断硅片是否在所述机械手的片叉上，当可能触碰到硅片时向报警装置发送信号； [0047]控制装置，根据判断装置的判断结果来控制机械手是否停止运动;并且用于控制 机械手执行取片操作指令，设置理论示教数据;在取片或放片之前，先对控制装置输入示教 数据，然后控制装置按照这些示教数据控制机械手来执行取片操作指令；当判断装置判断 机械手可能触碰到硅片时，控制装置使机械手停止运动;请参阅图5,为本发明的一个较佳 实施例的硅片、支撑部件和片叉的位置关系以及取片路线示意图；硅片W位于支撑部件102 上，带箭头的粗虚线表示本实施例的取片过程的路线，细虚线框表示运动中的硅片W'，P1位 置为预取片安全位置，P2位置为预向上取片位置，P3为取片过程中机械手的片叉接触到硅 片的位置，P4为预退出取片位置，P5为取片过程中机械手的夹持部件夹持晶圆的位置，P6为 取片后的退出安全位置;本实施例中，取片过程的路线和放片过程的路线相同，两者的运动 方向相反;取片过程的理论示教数据的各个参数值与放片过程的理论示教数据的各个参数 值可以相同也可以不相同。图5中显示出理论示教数据各个参数，包括硅片W的厚度d、支撑 部件厚度t、相邻硅片W的间距s、预向上取片位置P2上的机械手的片叉底部到片叉下方硅片 上表面的距离s2、预退出取片位置P4上的片叉上的硅片顶部到片叉上方相邻的支撑部件底 部的距离sl、以及预向上取片位置P2到预退出取片位置P4之间的距离s3;请参阅图6,为本 发明的一个较佳实施例的硅片、支撑部件和片叉的位置关系以及放片路线示意图；硅片W位 于支撑部件102上，带箭头的粗虚线表示本实施例的取片过程或放片过程的路线，细虚线框 表示运动中的硅片W'，P'l位置为放片后的退出安全位置，P'2位置为预退出放片位置，P'3 为放片过程中机械手的片叉将硅片放置于支撑部件时的位置，P'4为预向下放片位置，P'5 为放片过程中机械手的夹持部件取消夹持的位置，P'6为预放片安全位置；图6中显示出理 论示教数据各个参数，包括硅片W的厚度d、支撑部件厚度t、相邻硅片W的间距s、退出放片位 置P'2上的机械手的片叉底部到片叉下方硅片上表面的距离s2、预向下放片位置P'4上的片 叉上的硅片顶部到片叉上方相邻的支撑部件底部的距离sl、以及预向下放片位置P'4到预 退出放片位置P'2的距离s3;需要说明的是，本发明中，放片过程的理论示教数据的各个参 数值和取片过程的理论示教数据的各个参数值可以相同也可以不同。这里需要说明的是， 相邻硅片W的间距s由支撑部件之间的距离来决定，相邻硅片W的间距s等于相邻支撑部件底 部的距离。
[0048] 报警装置，接收判断装置发出的信号，然后发出警报。
[0049] 硅片的安全传输过程中，利用了在片叉上表面和下表面分别设置的不在同一个直 线上的三个或以上的传感器，对硅片的离线示教数据进行修正；
[0050] 在本发明的一个实施例中，机械手片叉上设置有假硅片，假硅片中嵌入有无线收 发器、探测器和转换器;该实施例中，请参阅图7,可以直接把假硅片W'放置于片叉101'上， 其它实施例中，采用但不限于粘贴或螺栓固定的方式将假硅片固定于片叉上;本实施例中， 假硅片W'上表面嵌入用于发出探测信号的无线收发器SI'、S2'、S3'、对探测信号敏感并将 探测信号转换为电信号的探测器(未示出）、以及将电信号转换为数值的转换器(未示出）； 无线收发器S1'、S2'、S3'设置在避开被片叉101'遮挡的假硅片W'位置，这样，无线收发器 31'、52'、53'可以假硅片1'上方或假硅片1'下方向外发出探测信号，而无需考虑从片叉 101'向下探测时信号被片叉101'遮挡而无法实现向下的探测。这里，假硅片W'上下表面均 安装有三个不在同一直线上的无线收发器，片叉上还具有夹持部件，用于夹持片叉上的晶 圆不掉落。需要说明的是，上述具有假硅片的片叉只能用于获取离线示教数据并对离线示 教数据进行修正的过程中，而不能用于在线监测。无线收发器SI'、S2'、S3'设置于假硅片W' 上表面的关系可以呈等腰三角形或等边三角形。
[0051]本实施例中，采用上述的具有假硅片的片叉的机械手进行硅片的安全取放的过程 中，假硅片中的无线收发器通过向上和向下发出探测信号，探测信号返回后发送给探测器， 探测器将信号转换为相应的电信号，转换器将电信号转换为相应的距离测量值，从而可以 对取放片过程中的指定位置进行实时监控和修正。具体的，本实施例中以安全取片过程为 例进行说明，取片路线按照上述图5中的取片路线进行，假硅片与片叉、支撑部件的关系，与 上述硅片与片叉、支撑部件的关系相同，即是在片叉、支撑部件和硅片的三者位置关系中， 将硅片用假硅片替代，因此，假硅片与片叉、支撑部件的相对位置参数和上述图5中所示的 硅片与片叉、支撑部件的相对位置参数相同，以下对于假硅片与片叉、支撑部件的相对位置 参数的描述可以参考上述图5所示的描述;请参阅图8,本实施例的取片离线示教数据的修 正方法包括：
[0052]步骤101:执行离线取片操作指令，设置离线示教数据；
[0053]具体的，离线示教数据包括:距离安全阈值、倾角安全阈值、机械手运行中的指定 位置以及所述指定位置的离线参数数据;所述机械手运行中的指定位置包括预取片安全位 置P1、预向上取片位置P2、与硅片接触位置P3、预退出取片位置P4、在预退出取片位置P4向 取片退出安全位置P6运行过程中的对硅片夹持位置P5、以及取片退出安全位置P6;
[0054]步骤102:具有假硅片的机械手在离线示教数据的指定位置进行探测获得距离测 量数据，并根据距离测量数据计算出假硅片相对于水平面的倾角；
[0055] 具体的，假硅片中的无线收发器向上和向下发出探测信号，探测信号返回后发送 给探测器，探测器将信号转换为相应的电信号，转换器将电信号转换为相应的距离测量值； 距离测量数据包括预向上取片位置上假硅片下表面到片叉下方相邻的硅片上表面的距离、 以及预退出取片位置上假硅片上表面到片叉上方相邻的硅片下表面的距离；
[0056] 这里，假硅片上下表面均安装有不在同一直线上的三个无线收发器，以在预向上 取片位置P2为例，该位置上距离安全阈值为假硅片下表面到片叉下方相邻硅片上表面的距 离的安全范围，倾角安全阈值为假硅片下表面到片叉下方相邻硅片上表面的倾角的安全范 围；以假硅片所在平面为XOY平面，以假硅片中心设置为原点，并且认为片叉下方相邻硅片 为水平设置，在预向上取片位置上假硅片下表面的三个无线收发器分别获取假硅片下表面 至片叉下方相邻娃片顶部的距离坐标值(11，7141)、（12,72,22)和(13,73,23) ;根据坐标 值得到假硅片下表面各个无线收发器与片叉下方相