一种多尺寸兼容晶圆扫描装置及晶圆装载设备的制作方法

本技术涉及集成电路制造设备，尤其是涉及一种多尺寸兼容晶圆扫描装置及晶圆装载设备。

背景技术：

1、晶圆扫描(wafer mapping)是半导体生产工艺中不可或缺的重要环节，常见的晶圆扫描方法有对射型和反射型两种。反射型扫描方法虽然结构简单，但是对晶圆叠片的分辨能力较差，对射型扫描方法更稳定可靠。

2、loadport(300mm晶圆装载端口)通常使用foup(front opening unified pod，前开式晶圆传送盒)传送12寸晶圆，兼容更小尺寸晶圆时则使用晶舟(cassette)作为晶圆容器与设备配合使用；因foup为前开式结构，晶圆扫描通常为探入型；按扫描装置的安装位置，又可分为与晶圆搬运机械手集成和与载台集成两种类型，与载台集成的类型可在foup开盒时同步工作，效率更高。对于smif port(standard mechanical interface port，标准机械接口装载端口)而言，由于smif晶盒开口在下方，晶圆检测装置与载台集成时，使用的传感器能够在晶圆两侧一前一后安装；但该方式容易将晶圆错层误测为空片，一旦出现误测，可能对晶圆或机械手造成损伤。

3、半导体行业中晶圆分为多种尺寸规格，常见的有100mm(4寸)、125mm(5寸)、150mm(6寸)、200mm(8寸)、300mm(12寸)等，部分设备需要兼容不同尺寸规格的晶圆。日本专利jp20140092924公开了一种用于loadport的晶圆检测装置，该技术方案能够兼容8寸和12寸晶圆，但其传感器间距固定，对更小尺寸的晶圆难以兼容。

4、申请号为201910904279.9的发明专利“一种用于smif装载通道的晶圆检测集成装置及smif装置”，其光纤传感器在晶圆两侧一前一后安装，使用分光器提高探测精度，分光器的安装和使用比较复杂，设备成本高。

5、申请号为cn202011551054.9的发明专利“一种晶圆检测装置”公开了一种适用于不同尺寸规格晶圆的检测装置。该装置预留了兼容4寸、5寸、6寸、8寸4种晶圆的传感器安装孔；但其改变传感器位置需手动调节，调节时设备需停机，无法实现无缝衔接，工作效率较低，且不适用于需同时处理两种及以上尺寸晶圆的设备。

6、申请号为cn202111676814.3的发明专利“用于晶圆自动装载设备的晶圆检测装置”公开了一种与载台集成，采用气缸和剪式升降结构的晶圆检测装置。该技术方案不具备改变传感器间距的能力，对不同尺寸晶圆的适应能力有限；其结构只适用于loadport，不适用于smif port；检测装置收回后才能搬运晶圆，工作效率低于现有loadport，未能发挥出检测装置与载台集成时的效率优势。该公司申请号为cn202210282720.6的发明专利“一种可检测不同尺寸晶圆的检测机构”公开了一种由凸轮机构实现自动切换功能的检测装置。该技术方案结构复杂，且仅能实现两个位置的自动切换；其两个检测位置均需安装传感器，造成了传感器和相关控制系统资源的浪费。

7、申请号为cn202110212887.0的发明专利“一种晶圆检测装置及方法”和申请号为cn202120419188.9的实用新型专利“一种可变间距的晶圆检测装置”，采用检测装置与晶圆搬运机械手集成的方式，用左旋右旋一体式滚珠丝杆实现传感器发射端与接收端的直线运动，以适应不同规格的晶圆。该专利片面强调检测装置与机械手集成，容易对行业造成误导；也未意识到检测装置与载台集成对提高设备工作效率的重要意义；且其核心技术左旋右旋一体式滚珠丝杆对轴系制造装配要求高，丝杆偏长且需同步带传动，结构较复杂，不易实施；且该专利中丝杆、同步带运行时产生的颗粒等污染物既不能完全密封于设备内，又没有合理的排出渠道，内部颗粒可能从传感器附近泄露至晶圆，造成污染。

8、申请号为cn202111002062.2的发明专利“晶圆检测装置”，使用气缸驱动的连杆结构，且未说明其气缸在所需位置准确定位的方法；依据其他现有技术，实现该专利预期功能需要价格昂贵的比例阀或伺服阀以及相应的复杂控制系统，成本过高且阀类零部件体积过大。

9、综上所述，兼容不同尺寸晶圆的检测装置在半导体行业有广泛需求，现有技术不足以满足使用要求。与载台集成的检测装置对loadport和smif port而言具备更高的工作效率，现有技术缺乏既能够与载台集成又能够与机械手集成，且能够自动调整传感器间距的晶圆检测装置。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种多尺寸兼容晶圆扫描装置及晶圆装载设备，以解决现有技术中存在的不能自动调整传感器间距，难以高效兼容不同尺寸晶圆的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

3、本实用新型提供的多尺寸兼容晶圆扫描装置，包括双动子直线电机和检测件，其中：

4、所述双动子直线电机包括第一定子和两个第一动子，两个所述第一动子能在所述第一定子上往复移动；

5、所述检测件包括发射端和接收端，所述发射端和所述接收端分别通过探杆连接在两个所述第一动子上。

6、作为本实用新型的进一步改进，还包括两组第二微型直线驱动器，两组所述第二微型直线驱动器连接在两个所述探杆与两个所述第一动子之间。

7、作为本实用新型的进一步改进，所述第二微型直线驱动器包括第二动子和第二定子，所述第二动子与所述第二定子相配合，所述第二动子能在所述第二定子上往复移动；所述第二定子与所述第一动子连接，所述探杆与所述第二动子连接。

8、作为本实用新型的进一步改进，所述第一动子的移动方向与所述第二动子的移动方向垂直。

9、作为本实用新型的进一步改进，所述检测件为对射传感器。

10、作为本实用新型的进一步改进，所述对射传感器的光纤应具备耐屈曲能力。

11、作为本实用新型的进一步改进，所述发射端与所述接收端相对设置。

12、一种晶圆装载设备，包含如上所述的多尺寸兼容晶圆扫描装置。

13、本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的多尺寸兼容晶圆扫描装置及晶圆装载设备，包括双动子直线电机和检测件，双动子直线电机由1个第一定子和2个第一动子组成，第一动子在第一定子上往复移动，检测件的发射端和接收端分别通过探杆连接在两个第一动子上，使得检测件的发射端和接收端的间距能够调节，能够完全兼容300mm(12寸)、200mm(8寸)、150mm(6寸)、125mm(5寸)、100mm(4寸)及更小尺寸的晶圆，且能够在设备不停机的状态下自动切换至所需尺寸，大大提高生产效率；既能与机械手末端执行器集成，又能与载台(loadport和smif port)集成，与载台集成时在晶圆盒或foup开盖的同时完成晶圆扫描，工作效率更高；同时，双动子直线电机采用洁净工艺，运动过程中产生的颗粒污染物数量符合行业标准；所述双动子直线电机动子能够沿所述双动子直线电机长度方向往复运动，且能够在全行程内指定位置停止，定位精度为0.1mm级，绝对定位误差不超过±1mm，间距能够随意调节且调节精度很高；另外，结构简单，执行元件少，成本低。