具有晶片对准装置的晶片处理设备的制作方法

专利名称：具有晶片对准装置的晶片处理设备的制作方法
技术领域：
0001本发明大体涉及设置有晶片对准装置的晶片处理设备，并且
具体地，涉及修正其上晶片的偏离的晶片传送装置。
背景技术：
0002近年来，单位时间处理的晶片数量(-生产能力)已成为与在 半导体生产中使用的半导体制造设备相联系的热切关注的事情。为了 提高生产能力，己在半导体制造设备上试验过各种办法，例如增加晶 片处理室的数量，设置晶片传送装置的多个臂，以及提高晶片传送装 置的晶片装载速度。
0003然而， 一个主要问题仍然没有解决，那就是由更高晶片装载 速度所导致的晶片传送装置上的晶片偏离。具体而言，当晶片被放置 在偏离晶片处理室内的指定位置时，诸如薄膜均匀性降低等的各种处 理问题将会出现。而且，在将晶片送回晶片存储室的过程中，晶片可 能掉进晶片存储室，或者晶片可能碰到晶片存储室而被损坏。
0004解决晶片偏离这种问题的一般公知的方法是在一个或多个晶 片装载目的地内向前的一个或数个位置放置一个或者多个光电传感器 以测量当晶片传送装置将晶片装载到目的地时，由光电传感器接收的 光被阻挡时的时段，或者来自传送装置的编码器的脉冲数量，并且为 了检测晶片位置的偏离且校正晶片位置，将测量值与对应正确晶片位 置的预记录值进行比较。
.0005以上说明的方法也采用了输出信号的数字采样，当晶片传送 装置运转时，对输出信号进行数字采样是用于检测传感器输出的一般 方法。具体地，所述输出信号的数字采样方法是信号值按时间顺序被 转换成数字值并且所转变的数字数据序列被用于获得最大或者最小值 的方法。近年来，数字采样与数据分析利用诸如EES (设备工程系统)
7系统而进行。
0006然而，当使用这样的采样方法时，难于掌控高速运转的晶片 传送装置的高速运转。在100ms的采样频率下(所述频率是EES使用 的大体采样频率)，实际上不可能跟随晶片传送装置的臂的操作。如果 为解决此问题而使晶片传送装置的运转操作速度下降，则半导体制造 设备的生产能力将降低。另一方面，如果提高采样频率，则数据量将 增加并且存储数据的存储装置将成为必需品。这将不可避免地导致更 高成本。
0007而且，在晶片传送装置的臂的延伸方向的偏离仅从传感器的 输出无法检测。为了检测在臂的延伸方向的偏离，传送装置控制器必 须具有专门设计的内置式晶片偏离检测部件，以监控晶片传送装置自 身的操作以及在传感器接收的光被阻挡期间，对来自传送装置的编码 器的脉冲进行计数。使用这样的检测部件将出现诸如检测准确度以及 成本增加的问题。

发明内容
0008根据旨在解决以上提及的至少一个问题的本发明实施例，一 种半导体制造装置具有定位在晶片传送装置上放置的晶片的前向或侧 向的光电传感器，在该位置，当晶片传送装置静止时，来自前向光电 传感器的输出信号被检测，并且在晶片传送装置将晶片装载到处理室 过程中，来自侧向光电传感器的输出信号在晶片经过所述侧向传感器 时被检测，并且两个检测到的输出信号与对应于正确晶片位置的预记 录信号进行比较以计算晶片偏离量并校正偏离量，因此使晶片被装载 到处理室内的正确位置。
0009在本发明的一个实施例中，在晶片的侧向定位的光电传感器 被连接到峰值保持电路，该峰值保持电路能存储由所述传感器接收、 被晶片阻挡的最大光量。这样，晶片传送装置的速度无须被降低并且 也无需对光电传感器输出信号进行高速采样或者对从传送装置来的脉 冲进行计数。此外，也不再需要在传送装置控制器内设置专用的内置 式晶片偏离检测部件。当以上所有有利之处合在一起，以成本经济的方式提供检测与校正晶片偏离的功能成为可行。
0010出于概括本发明各方面以及所获得的优于相关技术优点的门 的，本发明的确定目的与优点有利之处在此份公开中说明。当然，也 要理解，不是所有这些目的和优点都应在本发明的任何具体实施例中 实现。因此，例如，所属技术领域的人员将认识到本发明可以以下面 的方式实施或实现，即获得或优化在此教导的一个或一组优点而不必 获得在此说明或建议的其它目的或优点。
0011从下面的优选实施例的详细描述，本发明的另外的方面、特 征与优点将变得显而易见。


0012现在将参照优选实施例的附图本，描述发明的这些与其它特 征，这些优选实施例旨在说明而不是限制本发明。出于说明的目的， 附图被高度简化并且未按比例绘制。
0013图1是半导体处理设备的示意图，该半导体处理设备包括四 个晶片处理室、两个晶片进出室、两个机器臂或机器人臂，以及在本 发明的实施例中可用的一个晶片传送室。
0014图2是本发明实施例中可用的晶片传送装置的示意图。
0015图3是示出根据本发明的实施例在晶片传送装置上、在准备 装载位置处放置的晶片的示意图，在该准备装载位置，晶片遮挡住了 第一光电传感器。
0016图4是示出根据本发明的实施例在晶片传送室内的光电传感 器的位置的示意图。
0017图5是示出根据本发明的实施例晶片遮挡住光电传感器的示 意图。
0018图6是示出根据本发明的实施例晶片传送装置的移动与来自 第一光电传感器的输出之间的关系的示意图。
0019图7是示出根据本发明的实施例晶片传送装置的移动与来自第二光电传感器的输出之间的关系的示意图。
0020图8是示出根据本发明的实施例在第二光电传感器中使用的
峰值保持电路的示意图。
0021图9是示出根据本发明的实施例基于在标准位置没有对准的 晶片与对准的晶片的传感器输出，而计算在x轴上的偏离的方法的示 意图。
0022图IO是示出根据本发明的实施例遮挡住第一光电传感器的未 对准晶片的示意图。
0023图11是示出根据本发明的实施例遮挡住第二光电传感器的未 对准晶片的示意图。
0024图12A和12B是示出根据本发明的实施例遮挡住第一与第二 光电传感器的晶片的示意图。
0025图13是示出根据本发明的实施例安装有晶片夹具的末端操作 元件的示意图。
具体实施例方式
0026本发明将参照优选实施例和附图进行说明。所述优选实施例 与附图无意限制本发明。
0027在一个实施例中，半导体处理设备包括(l)晶片传送室；(2) 至少一个晶片处理室，每一个均连接到晶片传送室；(3)在晶片传送 室内设置的晶片传送装置，该晶片传送装置用于装载在晶片处理室内 的晶片，所述晶片传送装置包括用于在其上放置晶片的末端操作元件， 所述末端操作元件在x轴方向与y轴方向从准备装载位置到晶片处理 室是可移动的，所述x轴方向是晶片装载方向，而所述y轴方向在晶 片装载平面上垂直于所述x轴方向；(4)在晶片传送室内、晶片处理 室前的一个位置设置的至少一个第一光电传感器，在所述位置，放置 在末端操作元件上的晶片在准备装载位置部分阻挡由第一光电传感器 接收的光，并且当晶片在X轴方向从准备装载位置朝向晶片处理室移 动时，基本完全阻挡由第一光电传感器接收的光；以及(5)在晶片传送室内、晶片处理室前的一个位置设置的至少一个第二光电传感器， 在所述位置，放置在末端操作元件上的晶片在准备装载位置不阻挡由 第二光电传感器接收的光，并且当晶片在X轴方向从准备装载位置朝 向晶片处理室移动时，部分阻挡由第二光电传感器接收的光。
0028在上面，在一个实施例中，第一光电传感器可适于输出第一 信号，所述第一信号表示由第一光电传感器在准备装载位置感测的光 量，并且第二光电传感器可适于输出第二信号，所述第二信号表示当 晶片从准备装载位置朝向晶片处理室移动时由第二光电传感器感测的 最低光量。
0029在前面任何实施例中，半导体处理设备可进一步包括存储标
准的第一信号与标准的第二信号的控制单元，所述标准的第一信号与
标准的第二信号表示在末端操作元件上放置的晶片在x轴方向与在y
轴方向都无偏离，其中所述控制单元接收来自第一与第二光电传感器 的第一与第二信号，并将该第一与第二信号与标准的第一与第二信号
进行比较以确定在末端操作元件上的晶片在x轴方向的偏离与末端操 作元件上的晶片在y轴方向的偏离。在一个实施例中，控制单元可基 于被确定的晶片偏离而控制晶片传送装置，通过修正偏离而将末端操 作元件移动到晶片处理室。在一个实施例中，控制单元可包括用于暂 时保持从第二光电传感器输出的第二信号的峰值保持电路。在一个实 施例中，第一与第二信号可以是模拟信号。在另一个实施例中，所述 信号由8位数字信号组成。
0030在前面任何实施例中，从末端操作元件上方观察，第一光电 传感器可与从晶片传送装置的轴线到晶片处理室的中心所画的一条x 轴线相对准放置。在一个实施例中，第一与第二光电传感器可以设置 在晶片处理室的附近。
0031在前面任何实施例中，第一光电传感器可具有在x轴方向拉 长活或延长的形状，而第二光电传感器可具有在y轴方向拉长的形状。
0032在前面任何实施例中，第一光电传感器也可用作检测晶片处 理室前的障碍物的传感器。
ii0033在任何前面的实施例中，晶片传送装置可适于绕晶片传送装 置的轴线旋转末端操作元件以将末端操作元件定位在准备装载位置。
0034在任何前面的实施例中，所述至少一个晶片处理室可由绕晶 片传送室放置的两个或者更多个晶片处理室组成。在一个实施例中， 晶片传送装置可包括双臂，其中每个臂都具有末端操作元件。
0035在任何前面的实施例中，晶片传送装置可进一步包括用以夹 持晶片的晶片夹具。
0036在任何前面的实施例中，第一与第二光电传感器的每一个可 由在晶片传送装置轴向在末端操作元件下放置的光发射器以及在所述 轴向在末端操作元件上放置的光传感器组成。在一个实施例中，光传 感器可由CCD元件构成。
0037另一方面涉及用于将晶片传送到连接到晶片传送室的晶片处 理室的方法，包括(1)在晶片传送室内设置的晶片传送装置的末端 操作元件上放置晶片；(2)将带有晶片的末端操作元件移动到准备装 载位置；(3)利用第一光电传感器，检测在末端操作元件上的晶片在x 轴方向从标准位置的偏离，所述x轴方向是晶片装载方向，所述第一 光电传感器被设置在晶片传送室内、晶片处理室前的一个位置，在该 位置，放置在末端发生器上的晶片在准备装载位置部分阻挡由第---光 电传感器接收的光并且当晶片在X轴方向从所述准备装载位置朝向晶 片处理室移动时，所述晶片基本完全阻挡了由第一光电传感器接收的 光；(4)在x轴方向，将带有晶片的末端操作元件从准备装载位置移 动到晶片处理室；(5)利用第二光电传感器，检测在末端操作元件上 的晶片在y轴方向从所述标准位置的偏离，所述y轴方向在晶片装载 平面上垂直于所述x轴方向，所述第二光电传感器设置在晶片传送室
内、晶片处理室前的一个位置，在该位置，在末端操作元件上放置的 晶片在准备装载位置不阻挡由第二光电传感器接收的光，并且当晶片 在X轴方向从准备装载位置朝向晶片处理室移动时，部分阻挡由第二 光电传感器接收的光；以及(6)当在晶片处理室内装载晶片时，基于 在x轴与y轴方向检测到的偏离，调整末端操作元件的移动。
0038在上面，在一个实施例中，在步骤(3)，第一光电传感器可
12输出表示由第一光电传感器在准备装载位置读出的光量的第一信号， 并且，在步骤(5)，第二光电传感器可输出表示由第二光电传感器在 晶片从准备装载位置朝向晶片处理室移动时读出的最低光量的第二信 号。
0039在任何前面的实施例中，步骤(6)可包括从第一与第二光电 传感器接收第一与第二信号，并将第一与第二信号同标准的第一与第 二信号进行比较以确定在末端操作元件上的晶片在x轴方向的偏离以 及在末端操作元件上的晶片在y轴方向的偏离，所述标准的第一信号 与标准的第二信号表示末端操作元件上放置的晶片在x轴方向与y轴 方向均无偏离。
0040在任何前面的实施例中，步骤(6)可包括基于晶片的确定的 偏离，控制晶片传送装置，以及通过修正偏离将末端操作元件移动到 晶片处理室。
0041在任何前面的实施例中，在步骤(3)中，从末端操作元件上 方观察，所述偏离可在x轴上被测量，所述x轴是从晶片传送装置的 轴线到晶片处理室的中心画出的。在一个实施例中，第一与第二光电 传感器可以被设置在晶片处理室的附近。在一个实施例中，所述偏离 可通过峰值保持电路测量，所述峰值保持电路用于暂时保持从第二光 电传感器输出的第二信号。
0042在任何前面的实施例中，步骤(2)可包括绕晶片传送装置的 轴线旋转末端操作元件以将末端操作元件定位在准备装载位置。
0043在任何前面的实施例中，步骤(3)和(5)可使用模拟信号 作为第一与第二信号。
0044本发明将参照附图进一步详细说明，所述附图无意对本发明 进行限制。
0045对于在本公开中未详细说明的条件和/或结构，所属技术领域 的技术人员参照本公开，作为常规试验事项，可容易地提供这样的条 件和/或结构。
0046图1是示出传统的半导体制造设备的一个例子。这种设备包括以下列出的单独的室(模块)-
0047IOCl,IOC2(In-Out Chamber:进出室)晶片输入/输出室3、
4;
0048WHC (Wafer Handling Chamber:晶片传送室)晶片传送室2; 以及
0049RC1, RC2， RC3， RC4 (Reactor Chamber:反应室)晶片处理室 5、 6、 7、 8。
0050在图1中，晶片传送装置1 (VacuumRobot:真空机器人或机 械臂，或者VR)设置在晶片传送室2内。此晶片传送装置1具有两 个臂以提高生产能力。这两个臂通过下面方式提高生产能力，例如， 为了縮短晶片装载时间从而提高生产能力，在晶片处理室内已经完成 晶片处理的晶片被拾取的同时，允许下一个将要被处理的晶片被运载 到处理室，并且因此在拾取处理过的晶片的操作后，使新的晶片通过 操作被立刻放进处理室。
0051接下来，图1中的晶片传送装置在图2示出。在图2中，仅 示出一个臂。
0052晶片传送装置1包括可旋转地连接到具有接头的臂22的末端 操作元件21。所述臂22可旋转地连接到可旋转支承件23。末端操作 元件21设置有晶片定位器，所述晶片定位器是在前端部上设置的凸出 部24与在后端部上设置的凸出部25。所述末端操作元件可包括多于一 个的末端操作元件。
0053接下来，图3示出在顶部上有晶片33的情况下的晶片传送装 置l。如图3所示，当晶片33被放置在晶片传送装置上时，在晶片传 送装置上的晶片33的顶端阻挡由在晶片传送室内的特定位置放置的第 一光电传感器31接收的光。当晶片传送装置将晶片33装载到在图3 中的左侧设置的晶片处理室(未显示)时，如图3中所示的晶片33的 底边缘也阻挡在由底边缘经过的位置放置的第二光电传感器32接收的 光。换言之，这两个光电传感器应以下面的方式布置在晶片传送室上， 即如果晶片传送装置使其晶片放置在正确位置，则晶片的左边缘(在图3中)阻挡由第一光电传感器31接收的光，而当晶片33沿由箭头 34所指出的x轴方向被装载到处理室时，晶片的底边缘(在图3中) 经过第二光电传感器32并阻挡由该光电传感器接收的光(也可能取决 于晶片传送室、晶片传送装置等的结构放置多于2个光电传感器)。在 图3中，当从顶侧观察晶片时，y轴垂直于x轴。
0054这里，在晶片传送室上的光电传感器31、 32的位置在图4中 由圆圈表示。正如在前面的图3中示出的，第一光电传感器31沿经过 晶片传送装置旋转中心的直线、并在每一个晶片处理室5、 6、 7或8 或晶片输入/输出室的前面设置。由于传感器在每一个处理室的闸阀42 的前面设置，因此该传感器也可被用作闸阀42的障碍物传感器，从而 有助于减少传感器的数量以及实现更为成本经济的设备。如图3中说 明的，第二光电传感器也被设置在当晶片传送装置将晶片装载到处理 室时晶片的侧边缘经过该传感器的位置。该传感器也可设置在每一个 晶片处理室或晶片输入/输出室的前面。虽然当传送装置转动时，第一 光电传感器沿晶片的外周边缘轨迹41设置，但是第二光电传感器无须 沿该轨迹41设置(但是该传感器当然可沿该轨迹设置)。
0055第二光电传感器被设置在这样的位置，即当传送装置已停止 转动并准备在x轴方向将晶片装载到处理室内(=装载位置)时，该传 感器接收的光未被阻挡，但是在装载操作开始后以及晶片被装载到处 理室内之前的过程中，被部分阻挡，已经足够了。此外，只要在装载 位置的晶片部分阻挡由第一光电传感器接收的光，而在装载操作开始 后以及晶片被装载到处理室内之前的过程中，基本上完全阻挡所述第 一光电传感器接收的光(只片刻时间)，第一光电传感器也可被设置在 稍微偏离x轴，而不是恰好在x轴上的位置。
0056第一光电传感器31'与第二光电传感器32'也可被放置在晶片 输入/输出室(或装载锁定室)3、 4的前面从而使在所述输入/输出室内 的晶片位置最优化。
0057接下来，图5中示出光电传感器的工作原理。这里使用的光 电传感器包括光发射部件51以及光接收部件52，两者彼此相距一特定 尺寸(至mm)。当由传感器接收的光被晶片33阻挡时，光量产生变化，这导致传感器输出改变(在本发明的一实施例中，晶片的位置 被检测的准确度(可重复性)基于被晶片阻挡的光量可达到大约1微
米)。所述光发射部件51优选地是半导体激光束(例如，具有670nm 的波长)光源的单一光源，而所述光接收部件52包括CCD元件并沿 一条线被定位。期望地，光电传感器的宽度与长庋可具有不同尺、J ， 并且具体地，光接收部件52可以具有纵向方向以能够恰当地检测到晶 片偏离(光接收部件52与光发射部件51可优选地成对设置并大致具 有相同形状)。例如，光发射部件可具有9mmx3mm的发光面积，而 光接收部件可具有7 mm x 0.085 mm的有效光接收面积(有效光接收面 积的纵横比在任何位置都是从10倍到100倍)。光发射部件51位于底 部而光接收部件52位于顶部，这是由于这样利于光接收传感器位置的 调整。在本发明的一个实施例中可优先使用的光电传感器包括 PBZ-CL007V (Yamatake (山武)的产品激光型线状CCD)。
0058从光接收部件52来的信号被输入控制部件53，对应于恰当晶 片位置的信号值(参考值)被记录在控制部件53内以进行输入信号值 与参考值之间的比较。基于比较结果，控制部件53将表示修正量的控 制信号输出到晶片传送装置致动器54从而控制晶片传送装置并当晶片 被装载到处理室内时校正晶片的位置。
0059之后，具体说明晶片传送装置的实际操作以及晶片偏离怎样 被检测与校正。首先，晶片偏离检测的一个实施例通过参照图3与12 说明。在从晶片输入/输出室拾取晶片33后，晶片传送装置转动并移动 晶片到目标晶片处理室的正前方(=准备装载位置)(图12 (a))。当晶 片传送装置和晶片在目标晶片处理室的前方变得静止时，第一光电传 感器31的输出被检测到。所述被检测到的输出揭示在根据图3的x 轴方向的晶片位置。一之后，如图12 (b)中所示，当晶片被从准备装载 位置直接移动到目标晶片处理室内时，第二光电传感器32的输出被检 测到。此被检测到的输出揭示在根据图3的Y轴方向的晶片位置。图 6和图7分别示出检测x轴与y轴晶片位置的机理。
0060图6是示出第一光电传感器31的输出怎样相对于晶片传送装 置的运转时间而变化的示意图。水平轴线表示时间(t)，而竖直轴线表示由传感器接收的光量(QL)。在图6的左侧，晶片传送装置转动并逐
渐接近目标晶片处理室，并且，作为结果，由第一光电传感器31接收 的光逐渐被阻挡并且光量减少。在图6中心周围，晶片传送装置完成
它的旋转并静止了一会儿。然后，当晶片被装载到目标晶片处理室内
时，由第一光电传感器31接收的光被晶片完全阻挡，并因而光量变为 零。这发生在图6的右侧。
0061这里，图6示出表示光量变化的两条线，包括实线A与虚线 B。实线A代表当晶片被正确地定位在晶片传送装置上时光量的变化， 而虚线B表示当晶片在晶片传送装置上偏离时光量的变化。这两种光 量之间的差提供了表示晶片从正确位置偏离的程度的量。在本发明的 实施例中，当晶片传送装置在目标晶片处理室前方已停止转动并静止 了一会儿时，所得到的两个光量之间的差被作为偏离量给出。而且， 当晶片被正确地在晶片传送装置上定位时，光量也需要事先被记录在 装置控制器53里，并且记录值与实际传感器输出(光量)相比较以检 测晶片偏离量。在图6中，晶片在阻挡由光电传感器接收的光的方向 偏离更多。无须说的是，晶片也可沿相反方向偏离，在这种情况中， 在图6中，虚线将出现在实线A上方。
0062接下来，第二光电传感器32的输出怎样相对于晶片传送装置 的运转时间而变化在图7中以与图6中相同的方式被示出。在图7的 左侧，晶片的侧边缘逐渐阻挡由第二光电传感器32接收的光，并且在 图7中心周围，晶片最大限度地阻挡由第二光电传感器32接收的光。 此后，随着晶片从传感器移开，由传感器接收的光量增加。这发生在 图7的右侧。
0063这里，光量的两个变化也由实线A与虚线C以与关于图6所 做的说明相类似的方式被示出。实线A代表当晶片在晶片传送装置上 被正确定位时，光量的变化，而虚线C代表当晶片在晶片传送装置上 偏离时光量的变化。当晶片最大限度地阻挡由第二光电传感器32接收 的光时，两个光量之间的差异提供了晶片偏离量。检测当晶片传送装 置高速进行工作时的最大阻挡光量的方法将在后面进行说明。在图6 的情况中，晶片在晶片传送装置上正确定位时的光量需要事先记录在
17装置控制器53中，并且将所记录的值与实际传感器输出(光量)进行
比较以检测晶片偏离量。再在图7中，晶片也在阻挡由光电传感器接
收的光的方向偏离更多。无须说的是，晶片也可在相反方向偏离，在
这种情况下，图7中虚线将在实线A上方。
0064为了清楚地说明以上描述的工作原理，图10与11分别示出 在图6和7中示出的晶片偏离情况下，晶片传送装置与光电传感器的 位置关系。具体而言，在图10中，当晶片33在它的正确位置A时， 晶片顶端或吸头(tip)位于光电传感器31中心附近。另一方面，当晶 片位置在x轴方向被移位(到位置B)时，由光电传感器接收的光被 更多地阻挡。在图11中，当晶片33在它的正确位置A时，晶片顶端 位于光电传感器32中心附近。另一方面，当晶片位置在y轴方向被移 位(到位置C)时，由光电传感器接收的光被更多地阻挡。因此，如 图6和7所示，由光接收侧传感器接收的光量将减少。无须说的是， 如上所说明的，晶片也可在被接收的光量增加的方向(=在与图10和 11示出的偏离方向相反的方向)偏离。
0065接下来，说明参照图7提到的检测最大被阻挡的光量的方法 的一个例子。传感器输出被输入到图8中所示的电路。随着输出电压 下降，电流的方向反转并且电容C被充电。接着，考虑当输出电压升 高超出最大的阻挡光量时的情况，这相当于图7的右侧示出的情况。 在这种情况下，由于二极管D，电荷并不反向流动，并且因此电容C 保持的电荷量仍与在最大限度阻挡光时取得的值相同。换言之，图8 中示出的是一般的峰值保持电路。所述电路仅仅是一个例子，并且只 要能获得相同的目的，可无限制地使用任何其它电路。
0066与将传感器输出信号转换为数字信号并对转换的信号进行采 样的前面提到的方法相比较，使用如图8中示出的峰值保持电路只保 持对应于最大阻挡状态的输出值的这种方法仅允许必要的输出值以可 靠且更经济的方式而被获得。
0067这里，校正晶片偏离的操作，如图6和7所示，通过参照图9 被再次概括与说明。在本发明的实施例中， 一般的操作如下面所述
0068(1)在晶片传送装置己经转动后，第一光电传感器31检测在
18x轴方向的偏离量"'。因为晶片除了在x轴方向偏离也在y轴方向偏离， 所以由第一光电传感器31检测的位置尸'代表晶片与第一传感器31相
重叠的位置，而不是晶片最前侧的边缘，并且因此在位置尸与尸'之间
的距离不直接提供在x轴方向的偏离。在X轴方向的实际偏离通过偏
离的晶片(它的中心在o')的最前侧边缘2与在恰当位置的晶片(它
的中心在0)的最前侧边缘尸之间的距离a (=尸'和尸之间的距离与g' 和2之间的距离之和)给出。这里，a可以通过下面的说明而被计算。
0069(2)在装置控制器的存储区域内记录a'。
0070(3)晶片传送装置开始将晶片装载到晶片处理室。
0071(4)使用第二光电传感器32与峰值保持电路检测被晶片阻挡 的最大光量以在y方向检测偏离量6。(为了便于了解，这种偏离出于 说明的目的被放大，而且，虽然在图9中第二光电传感器32与晶片底 边缘相偏离，但是晶片仍在第二光电传感器32上并且阻挡由所述传感 器接收的光)。
0072(4)在装置控制器的存储区域内记录6。
0073(5)读取来自存储区的检测的x轴偏离量a邻检测的来自存 储区的y轴偏离量以及基于下面的公式(W代表晶片半径)使用装置控 制器计算x轴向偏离a的实际数量
0074a = 。' + (/ -柳草2-62)) (1)
0075(6)在晶片处理室中使用晶片传送装置的臂轴线校正x轴偏 离量a。
0076(7)在晶片处理室中使用晶片传送装置的旋转轴线校正y轴 偏离量6。
0077(8)通过晶片传送装置的z轴操作(向下操作)完成晶片装 载。
0078上面提及的x轴偏离的实际量的计算(公式(l))通过参照 图9被进一步说明。在图9中，实线代表正确的晶片位置而虚线代表 偏离的晶片的位置。图中用虚线示出的晶片位置偏离到晶片完全不在传感器之上。在这种情况，实际上是不可能对偏离进行检测的。这里， 出于直观说明的目的，这种情况被有意地放大了。
0079首先，在第一传感器31上正确定位的晶片的x轴位置尸与在 第一传感器31上偏离的晶片的x轴位置尸'之间的距离a'提供了在x 轴方向的偏离检测偏离量。其次，在第二传感器32上的正确定位的晶 片的y轴位置与在第二传感器32上偏离晶片的y轴位置之间的距离6 提供了在y轴方向的偏离检测偏离量(正如更早说明的，尽管在图9 中偏离的晶片不处于第二传感器上，但是这里的说明仍假定y轴位置 已被检测)。现在，如果给出沿x轴偏离的晶片的顶端或吸头位置作为 g，则给出了晶片的x轴偏离的实际量由沿x轴的尸与g之间的距离 a。为得出这个山需要得到在点2'与偏离晶片的原点O'之间的距离c， 并且，需要得到偏离的晶片的原点O'，其中，在点^'从点尸'延伸的线
与x轴成直角相交。然而，这里，距离c是三角形(9'尸'C的一条边0'2'。 而且边O'尸'代表晶片的半径R (如果晶片尺寸是300mm，则 R=150mm)，而边P'g，表示在y轴方向的偏离量6。由于由边P'g'与 O'2'形成的角度是90度，则边O，g，或者距离c可使用勾股定理得到。 具体而言，勾股定理提供以下的关系
(0'2f + (尸'e')"(0"2 (2)
0080由于O，Q，-c， P，Q， = b， 以及0，P， = R，则必然存在下面 的关系-
0081c = SQRT(R2-b2) (3)
0082在公式(3)中，s^wr是平方根。
0083既然已得到c，可利用图9中的下面的关系
0084a = a， + (R-c) (4)
0085作为结果，必然得出下列关系
0086a = a， + (R - SQRT(R2 - b2))
0087最后，推导出公式(1)。
0088根据本发明，为实现上面说明的晶片偏离的检测与校正，晶
20片传送装置可带有或不带有连接到传送装置的晶片夹具。如图13中所 示，如果晶片夹具131被连接到传送装置，则本方法可被用来检测与 校正由于晶片传送装置的臂的热膨胀而导致的沿臂延伸方向的晶片偏 离，晶片传送装置的臂的热膨胀是由晶片释放的热量造成的。
0089基于前面所述，本发明的实施例提供了能检测晶片偏离与校
正晶片位置的半导体制造设备，具体地，在所述半导体制造设备内， 在晶片传送装置上晶片的偏离可被检测与校正。通过连接峰值保持电 路到光电传感器，可以以成本经济的方式实现检测与校正晶片偏离的 功能。
0090本发明包括以上提到的实施例以及包括以下的其它各种实施
例
0091(1) 一种半导体制造设备，包括半导体晶片传送室、半导
体晶片处理室以及半导体晶片传送装置，其中这种半导体制造设备的 特征在于，半导体晶片传送室在指定位置具有至少两个光电传感器， 并且当半导体晶片传送装置放有晶片时，晶片阻挡由第一光电传感器 接收的光，而当晶片传送装置将该晶片装载到半导体晶片处理室时， 晶片阻挡由第二传感器接收的光，并且第二光电传感器连接到能存储 特定时段的最大阻挡光量的电路，从而，第一光电传感器的被阻挡的 光量和第二光电传感器的最大被阻挡光量与对应于正确晶片位置的预 记录阻挡光量进行比较，以检测晶片是否被放置在晶片传送装置里的 正确位置，由光电传感器的被阻挡的光量计算正确的晶片位置，作为 结果，半导体晶片传送装置能够将晶片装载到半导体处理设备内的所 计算的正确位置。
0092(2)根据上面(1)所述的半导体制造设备，其特征在于，所 述电路是峰值保持电路。
0093(3)根据上面(1)所述的半导体制造设备，其特征在于，能 检测晶片是否被放置在正确位置的第一光电传感器也可以用于其它目 的，以减少传感器的数量，并且因此可以以成本经济的方式实现所述 设备。0094本领域技术人员将理解，可以进行诸多以及各种改进而不脱
离本发明精神。因此，应该清楚理解的是本发明的形式仅仅是示意性 的并无意限制本发明的范围。
权利要求
1.一种半导体处理设备，包括晶片传送室；至少一个晶片处理室，每一个晶片处理室都连接到所述晶片传送室；在所述晶片传送室内设置的晶片传送装置，该晶片传送装置用于将晶片装载到所述晶片处理室内，所述晶片传送装置包括在其上放置晶片的末端操作元件，所述末端操作元件在X轴方向与Y轴方向从准备装载位置到所述晶片处理室是可移动的，所述X轴方向是晶片装载方向而所述Y轴方向在晶片装载平面上与X轴方向垂直；在所述晶片传送室内、所述晶片处理室前的一个位置设置的至少一个第一光电传感器，在所述位置，放置在所述末端操作元件上的晶片在所述准备装载位置部分地阻挡由所述第一光电传感器接收的光，并且，当所述晶片在X轴方向从所述准备装载位置朝向所述晶片处理室移动时，所述晶片基本完全阻挡由所述第一光电传感器接收的光；以及在所述晶片传送室内、所述晶片处理室前的一个位置设置的至少一个第二光电传感器，在所述位置，放置在所述末端操作元件上的晶片在所述准备装载位置不阻挡由所述第二光电传感器接收的光，并且，当所述晶片在X轴方向从所述准备装载位置朝向所述晶片处理室移动时，所述晶片部分地阻挡由所述第二光电传感器接收的光。
2. 如权利要求1所述的半导体处理设备，其中所述第一光电传感器 适于输出第一信号，所述第一信号表示由所述第一光电传感器在所述 准备装载位置感测的光量，并且所述第二光电传感器适于输出第二信 号，所述第二信号表示当所述晶片从所述准备装载位置朝向所述晶片 处理室移动时由所述第二光电传感器感测的最低光量。
3. 如权利要求2所述的半导体处理设备，进一步包括控制单元， 所述控制单元存储标准的第一信号与标准的第二信号，所述标准的第一信号与标准的第二信号表示在所述末端操作元件上放置的所述晶片在x轴方向与y轴方向都无偏离，其中所述控制单元接收来自所述第一与第二光电传感器的所述第一与第二信号，并将所述第一与第二信 号与所述标准的第一与第二信号相比较以确定在所述末端操作元件上的所述晶片在x轴方向的偏离与所述末端操作元件上的所述晶片在y 轴方向的偏离。
4. 如权利要求3所述的半导体处理设备，其中所述控制单元基于 所述晶片的被确定的偏离，控制所述晶片传送装置，从而通过修正所 述偏离，将所述末端操作元件移动到所述晶片处理室。
5. 如权利要求1所述的半导体处理设备，其中从所述末端操作元 件上方观察，所述第一光电传感器与从所述晶片传送装置的轴线到所 述晶片处理室的中心所画的一条x轴线相对准放置。
6. 如权利要求5所述的半导体处理设备，其中所述第一与第二光 电传感器设置在所述晶片处理室的附近。
7. 如权利要求1所述的半导体处理设备，其中所述第一光电传感 器具有在X轴方向拉长的形状。
8. 如权利要求1所述的半导体处理设备，其中所述第二光电传感 器具有在y轴方向拉长的形状。
9. 如权利要求3所述的半导体处理设备，其中所述控制单元包括 峰值保持电路，所述峰值保持电路用于暂时保持从所述第二光电传感 器输出的所述第二信号。
10. 如权利要求1所述的半导体处理设备，其中所述第一光电传感 器还具有用于检测所述晶片处理室前的障碍物的传感器的功能。
11. 如权利要求1所述的半导体处理设备，其中所述晶片传送装置适于绕所述晶片传送装置的轴线旋转所述末端操作元件以将所述末端 操作元件在所述准备装载位置定位。
12. 如权利要求1所述的半导体处理设备，其中所述至少一个晶片 处理室由围绕所述晶片传送室设置的两个或更多个晶片处理室组成。
13. 如权利要求12所述的半导体处理设备，其中所述晶片传送装置包括双臂，每一个臂都具有末端操作元件。
14. 如权利要求1所述的半导体处理设备，其中所述晶片传送装置进一步包括夹持所述晶片的晶片夹具。
15. 如权利要求1所述的半导体处理设备，其中所述第一与第二光 电传感器的每一个都由在所述晶片传送装置的轴向在所述末端操作元 件下方设置的光发射器以及在所述轴向在所述末端操作元件上方设置 的光传感器组成。
16. 如权利要求1所述的半导体处理设备，其中所述第一与第二信 号是模拟信号。
17. 如权利要求15所述的半导体处理设备，其中所述光传感器由 CCD元件构成。
18. —种将晶片传送到连接至晶片传送室的晶片处理室的方法，包括(1) 在所述晶片传送室内设置的晶片传送装置的末端操作元件上 放置晶片；(2) 移动带有所述晶片的所述末端操作元件到准备装载位置；(3) 通过第一光电传感器检测在所述末端操作元件上的所述晶片 在x轴方向从标准位置的偏离，所述x轴方向是晶片装载方向，而所 述第一光电传感器设置在所述晶片传送室内、所述晶片处理室前的一 个位置，在所述位置，放置在所述末端操作元件上的所述晶片在所述准备装载位置部分阻挡由所述第一光电传感器接收的光，并且，当所 述晶片在所述X轴方向从所述准备装载位置朝向所述晶片处理室移动 时，所述晶片基本完全阻挡由所述第一光电传感器接收的光；(4 )在所述X轴方向从所述准备装载位置向所述晶片处理室移动 带有所述晶片的所述末端操作元件；(5) 通过第二光电传感器检测所述末端操作元件上的所述晶片在y轴方向从所述标准位置的偏离，所述y轴方向垂直于在晶片装载平而上的所述x轴方向，所述第二光电传感器设置在所述晶片传送室内、所述晶片处理室前的一个位置，在所述位置，放置在所述末端操作元 件上的所述晶片在所述准备装载位置不阻挡由所述第二光电传感器接收的光，并且，当所述晶片在所述x轴方向从所述准备装载位置朝向晶片所述处理室移动时，所述晶片部分阻挡由所述第二传感器接收的光；以及(6) 当在所述晶片处理室内装载所述晶片时，基于在所述x轴与 y轴方向被检测到的偏离，调整所述末端操作元件的移动。
19. 如权利要求18所述的方法，其中所述第一光电传感器输出第一 信号，所述第一信号表示由所述第一光电传感器在步骤(3)中在所述 准备装载位置感测的光量，以及所述第二光电传感器输出第二信号， 所述第二信号表示由所述第二光电传感器在步骤(5)中所述晶片从所 述准备装载位置朝向所述晶片处理室移动时感测的最低光量。
20. 如权利要求19所述的方法，其中步骤(6)包括从所述第一和 第二光电传感器接收所述第一和第二信号，并将所述第一和第二信号 同标准的第一和第二信号进行比较以确定所述末端操作元件上的所述 晶片在x轴方向的偏离以及所述末端操作元件上的所述晶片在y轴方 向的偏离，所述标准的第一信号和标准的第二信号表示放置在所述末 端操作元件上的所述晶片在x轴方向与y轴方向均无偏离。
21. 如权利要求20所述的方法，其中步骤(6)包括基于所述晶片 被确定的偏离控制所述晶片传送装置，从而通过修正所述偏离将所述末端操作元件移动到所述晶片处理室。
22. 如权利要求18所述的方法，其中在步骤(3)，从所述末端操 作元件上方观察，在从所述晶片传送装置的轴线到所述晶片处理室的 中心画出的一条x轴线上测量所述偏离。
23. 如权利要求22所述的方法，其中所述第一与第二光电传感器 设置在所述晶片处理室的附近。
24. 如权利要求20所述的方法，其中所述偏离由一峰值保持电路 测量，所述峰值保持电路用于暂时保持从所述第二光电传感器输出的 所述第二信号。
25. 如权利要求18所述的方法，其中步骤(2)包括绕所述晶片传 送装置的轴线旋转所述末端操作元件以将所述末端操作元件定位在所 述准备装载位置。
26. 如权利要求18所述的方法，其中步骤(3)和(5)使用模拟信 号作为所述第一与第二信号。
全文摘要
一种半导体处理设备包括晶片传送室；晶片处理室；晶片传送装置；在晶片传送室内、晶片处理室前的一个位置设置的第一光电传感器，在所述位置，位于准备装载位置的晶片部分地阻挡由第一光电传感器接收的光，并且当晶片在X轴方向从所述准备装载位置朝向晶片处理室移动时，所述晶片基本完全地阻挡由第一光电传感器接收的光；以及在晶片传送室内、晶片处理室前的一个位置放置的第二光电传感器，在所述位置，位于准备装载位置的晶片不阻挡由第二光电传感器接收的光，并且当晶片在X轴方向从准备装载位置朝向晶片处理室移动时，所述晶片部分阻挡由第二光电传感器接收的光。
文档编号H01L21/68GK101552219SQ20091000802
公开日2009年10月7日 申请日期2009年2月19日 优先权日2008年4月3日
发明者泷泽正浩, 诹访田雅荣, 赤川真佐之 申请人:Asm日本公司