一种晶舟的制作方法

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶舟。

背景技术：

在化学机械平坦化(CMP)工艺中，晶圆通过研磨机台上的机械臂(robot)传输到研磨机台进行平坦化，以及将完成CMP工艺的晶圆从研磨机台卸载并转移，因此机械臂的精准度与晶圆的成品率息息相关。

当机械臂出现不可逆的破损时，在更换过机械臂后，需要对更换后的机械臂进行位置的校准，校准过程包括两部分：一部分是对机械臂传输时精准度的校准，通常是工作人员根据机械臂插入晶舟中夹取晶圆的位置是否合适来评估，但是，由于机台内部是一个相对昏暗的密闭的狭小空间，这给工作人员进行观察校准带来了诸多不便，造成机械臂的校准耗时耗力，效率较低；另一部分是对机械臂上进行水平校准，以确保机械臂夹取晶圆时维持晶圆处于水平状态，通常采用液体水平仪进行校准，然而液体水平仪依赖于工作人员的人眼分辨进行判定，因此该方法精准度可靠性差，机械臂的水平校准的精准度不高。

针对上述问题，寻求一种机械臂校准行之有效的方法成为本领域技术人员研究的当务之急。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种晶舟，以解决现有技术中机械臂的校准效率及精准度低的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种晶舟，用于校准机械臂，所述晶舟包括：顶板、与所述顶板相对设置的底板以及连接于所述顶板和所述底板之间的挡板，所述挡板上设置有层叠分布的多个晶圆放置槽；所述顶板面向所述底板的一侧设置有激光接收装置，至少一个所述晶圆放置槽上设置有三个以上的激光发射装置，至少一个所述晶圆放置槽上容置有一晶圆，并且，所述激光发射装置发射的激光经所述晶圆的表面反射后由所述激光接收装置接收。

可选的，在所述的晶舟中，还包括用于增强所述晶圆放置槽内亮度的光线增强装置，所述光线增强装置设置于所述晶圆放置槽内。

可选的，在所述的晶舟中，每个所述晶圆放置槽内设置有多个光线增强装置。

可选的，在所述的晶舟中，每个所述晶圆放置槽内的多个光线增强装置均匀分布。

可选的，在所述的晶舟中，所述光线增强装置为LED光源。

可选的，在所述的晶舟中，还包括用于限制晶圆插入所述晶圆放置槽的深度的防撞装置，所述防撞装置设置于所述晶圆放置槽的底部。

可选的，在所述的晶舟中，所述防撞装置为一垫片。

可选的，在所述的晶舟中，所述挡板包括第一挡板以及与所述第一挡板相对设置的第二挡板，所述第一挡板上设置有层叠分布的多个第一晶圆放置凹槽，所述第二挡板上设置有层叠分布的多个第二晶圆放置凹槽，所述第一晶圆放置凹槽与同层的第二晶圆放置凹槽共同构成晶圆放置槽。

可选的，在所述的晶舟中，同一层的晶圆放置槽的第一晶圆放置凹槽和第二晶圆放置凹槽上均设置有所述激光发射装置。

可选的，在所述的晶舟中，同一层的晶圆放置槽的第一晶圆放置凹槽和第二晶圆放置凹槽各自设置有两个以上的激光发射装置。

可选的，在所述的晶舟中，所述第一晶圆放置凹槽上设置的激光发射装置位于第一晶圆放置凹槽的边缘位置且朝向晶圆方向。

可选的，在所述的晶舟中，所述第二晶圆放置凹槽上设置的激光发射装置位于第二晶圆放置凹槽的边缘位置且朝向晶圆方向。

可选的，在所述的晶舟中，所述激光接收装置设置有至少一个状态显示灯，所述状态显示灯具有第一色和第二色；当所述机械臂完成水平校准时，所有的状态显示灯均显示第一色；当所述机械臂未完成水平校准时，至少部分状态显示灯显示第二色。

在本实用新型所提供的晶舟中，通过在所述顶板面向所述底板的一侧设置有激光接收装置，至少一个所述晶圆放置槽上设置有三个以上的激光发射装置，至少一个所述晶圆放置槽上容置有一晶圆，并且，所述激光发射装置发射的激光经所述晶圆的表面反射后由所述激光接收装置接收，以检测晶圆是否水平，间接判断机械臂是否完成的水平校准，进而完成机械臂的水平校准，简化了校准操作，提高了机械臂校准精准度。

另一方面，通过在晶圆放置槽内设置光线增强装置来增强晶圆放置槽内的亮度，进而为工作人员观察机械臂传送晶圆于晶圆放置槽内的情况，进而对机械臂的传送精准度进行校准提高条件。

另一方面，通过在晶圆放置槽的底部设置防撞装置，从而较好的限制晶圆插入所述晶圆放置槽的深度，避免晶圆插入过深与挡板接触造成的破损。

附图说明

图1a是本实用新型一实施例中晶舟的结构示意图；

图1b是本实用新型一实施例中晶舟进行水平校准时的结构示意图；

图1c是图1b中一激光发射装置发射的激光的路径示意图；

图2a是本实用新型一实施例中晶舟的挡板及其局部放大结构示意图；

图2b是本实用新型一实施例中晶舟的单个晶圆放置槽的光线增强装置工作时的结构示意图；

图2c是图2b的光线平面分布示意图；

图3是本实用新型晶舟一实施例中挡板及其局部放大结构另一示意图。

图中：

第一挡板-101；

第二挡板-102；

激光发射装置-201、202、203、204；

激光接收装置-208；

激光反射路径-205、206、207、209；

激光反射点-210、211、212、213；

晶圆-214；

晶圆放置槽-215；

光线增强装置-301、302、303、304；

防撞装置-401。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的晶舟作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

请参考图1a，其为本实用新型的晶舟的结构示意图。本实施例中的晶舟用于校准机械臂，所述晶舟包括：所述晶舟包括：顶板(图中未画)、与所述顶板相对设置的底板(图中未画)以及连接于所述顶板和所述底板之间的挡板，所述挡板上设置有层叠分布的多个晶圆放置槽215；其特征在于，所述顶板面向所述底板的一侧设置有激光接收装置208，至少一个所述晶圆放置槽215上设置有三个以上的激光发射装置，至少一个所述晶圆放置槽215上容置有一晶圆214，并且，所述激光发射装置发射的激光经所述晶圆214的表面反射后由所述激光接收装置208接收。

请参考图1a及图1b，以选取挡板上任一具有至少三个激光发射装置的晶圆放置槽215，位于当前晶圆放置槽215下方的另一晶圆放置槽215中放置有一晶圆214，将每个激光发射装置看做一个点，利用三点共面的原理，在所有激光发射装置发射的激光在晶圆214上反射后的激光被激光接收装置208接收，判断晶圆214在晶圆放置凹槽215中的位置是否水平。由于晶圆214是否水平与传输晶圆214的机械臂有直接关系，机械臂校准水平，则每次传输的晶圆214水平，反之亦然。因此，在判断晶圆214是否水平后，间接判断用于输送晶圆214的机械臂是否校准水平。本实施例中，所述激光发射装置设置于晶圆放置槽215的边缘，以避免其发射的激光受晶圆放置槽215的遮挡，直接打到晶圆214表面。

激光接收装置判断晶圆是否放置水平的原理在于：根据至少三个激光发射装置发射激光到放置水平的晶圆214表面后，在激光接收装置208上设定理想接收位置，后续将理想接收位置作为判定晶圆214是否水平的依据。若激光经晶圆214反射后所述激光接收装置208接收的位置偏离理想接收位置，则晶圆214未水平；若激光经晶圆214反射后所述激光接收装置208接收的位置落在理想接收位置，则晶圆214放置水平。

为了较为直观的判断晶圆214是否水平，本实施例中的激光接收装置208可以通过其上设置的状态显示灯的显示的颜色来判断。具体的，所述激光接收装置208设置有至少一个状态显示灯，所述状态显示灯具有第一色和第二色，当所述机械臂完成水平校准时，所有的所述状态显示灯均显示为第一色；当所述机械臂未完成水平校准时，至少部分所述状态显示灯显示为第二色。所述状态显示灯的数量可以与激光发射装置的数量一致，每个状态显示灯的显示的颜色表征该激光发射装置发射的激光打到晶圆214上的位置是否存在倾斜(即偏离水平)，进而对机械臂相应位置的调节水平位置的螺栓进行调节，实现机械臂更为精细的校准，提高了校准精度。

具体的，如图1b所示，当前晶圆放置槽215上具有4个激光发射装置201、202、203、204，4个激光发射装置发射4个与水平方向夹角为40度的激光(具体可以参考图1c，以激光发射装置201为例，激光发射装置201发射激光，通过晶圆反射后经过激光反射路径205，穿过晶圆的中心O的中线，直接到达激光接收装置208接收点位置，其中激光接收点位置与晶圆214之间的垂直高度范围为101.6mm～101.3mm。)，4个激光发射装置发射的激光打在晶圆上的激光反射点分别为210、211、212、213，经晶圆反射后的激光反射路径分别为205、206、207、209，由此可见，4个激光发射装置分别通过201-213-205、202-212-206、203-211-207、204-210-209四条光路后，抵达激光接收装置208，如果晶圆的左右或前后放置位置存在偏差，那么激光接收装置208上预定位置就接收不到激光，激光接收装置208上的四个指示灯有一个或多个显示为第二色(例如红色)，就说明晶圆在晶圆放置凹槽中位置不是水平，此时需要调整机械臂控制水平位置的螺栓，直至激光接收装置208上的四个指示灯显示为第一色(例如绿色)，此时，机械臂完成水平校准。

本实施例中，每个晶圆放置槽215用于放置一片晶圆，所述挡板包括第一挡板101及与所述第一挡板101相对设置第二挡板102，所述第一挡板101上设置有层叠分布的多个第一晶圆放置凹槽，所述第二挡板102上设置有层叠分布的多个第二晶圆放置凹槽，所述第一晶圆放置凹槽与同层的第二晶圆放置凹槽共同构成该层的晶圆放置槽215。所述挡板的具体结构包括但不局限于如图1a中的结构，也可以为其他结构，只要可以为晶圆提供支撑力的同时具有容置晶圆的晶圆放置槽215即可。

为了较为细致的说明本实用新型的晶舟的具体结构，下面以挡板包括第一挡板101和第二挡板102为例进行详细说明其余部件。

进一步地，同一层的晶圆放置槽215的第一晶圆放置凹槽和第二晶圆放置凹槽上均设置有所述激光发射装置。优选地，同一层的晶圆放置槽的第一晶圆放置凹槽和第二晶圆放置凹槽各自设置有两个以上的激光发射装置。所述第一晶圆放置凹槽上设置的激光发射装置位于第一晶圆放置凹槽的边缘位置且朝向晶圆方向。所述第二晶圆放置凹槽上设置的激光发射装置位于第二晶圆放置凹槽的边缘位置且朝向晶圆方向。

每个晶圆放置槽215内设置均有光线增强装置，用于增强晶圆放置槽215内的亮度，从而增加整个晶舟内部的亮度，进而为工作人员观察机械臂传送晶圆于晶圆放置槽215内的情况，进而对机械臂的传送精准度进行校准提高条件。如图2a所示，所述第一挡板101上第一晶圆放置凹槽内设置有光线增强装置301。

进一步地，每个晶圆放置槽215的底部设置有多个光线增强装置，每个晶圆放置槽内的多个光线增强装置均匀分布。优选地，所述光线增强装置为LED光源。如图2b及图2c所示，当前选中的晶圆放置槽215中设置有4个光线增强装置301、302、303、304，其中两个光线增强装置301、302分布于第一挡板101上，另外两个光线增强装置303、304分布于第二挡板102上，从而使得4个光线增强装置发出的光线足以覆盖当前晶圆放置槽215。

为了降低成本，在尽量减少光线增强装置的数量前提下，仍可以增强晶圆放置槽215的亮度。本实施例的晶舟采用如下两种方案解决：1)采用镜面反光材料制备晶圆放置槽215，光线增强装置借助镜面反光材料制备的晶圆放置槽215可以将光线反射，扩大光线传播范围；2)在同一晶圆放置槽215上两个光线增强装置之间的晶圆放置槽215上涂覆反光材料，将光线增强装置发出的光反射，扩大光线传播范围。

进一步地，晶舟的至少一个晶圆放置槽215的底部设置有防撞装置，从而限制晶圆插入所述晶圆放置槽215的深度，避免晶圆插入过深与挡板接触造成的破损，提高了产品良率。

如图3所示，所述防撞装置401设置于第二挡板102上光线增强装置303的表面，当然，防撞装置401也可直接设置于第一挡板101上的第一晶圆放置凹槽的底部，对于防撞装置401的数量及分布的位置可以根据实际需求进行设定，这里不做限定。

综上，在本实用新型所提供的晶舟中，通过在所述顶板面向所述底板的一侧设置有激光接收装置，至少一个所述晶圆放置槽上设置有三个以上的激光发射装置，至少一个所述晶圆放置槽上容置有一晶圆，并且，所述激光发射装置发射的激光经所述晶圆的表面反射后由所述激光接收装置接收，以检测晶圆是否水平，间接判断机械臂是否完成的水平校准，进而完成机械臂的水平校准，简化了校准操作，提高了机械臂校准精准度。

另一方面，通过在晶圆放置槽内设置光线增强装置来增强晶圆放置槽内的亮度，进而为工作人员观察机械臂传送晶圆于晶圆放置槽内的情况，进而对机械臂的传送精准度进行校准提高条件。

另一方面，通过在晶圆放置槽的底部设置防撞装置，从而较好的限制晶圆插入所述晶圆放置槽的深度，避免晶圆插入过深与挡板接触造成的破损。

显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。