CN111687861B - 具有摄像侦测装置的机械手臂组件及半导体生产设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有摄像侦测装置的机械手臂组件及半导体生产设备，机械手臂组件包括：机械手臂，机械手臂包括：传送基座、固定架及插片；摄像侦测装置，用于对晶圆盒或晶舟中的晶圆进行摄像，以获得晶圆盒或晶舟中晶圆的排布实像，依据获取的晶圆的排布实像对晶圆盒或晶舟中的晶圆进行计数，并依据计数时间间隔获取相邻晶圆之间的间距。本发明的机械手臂组件通过设置摄像侦测装置可以获取晶圆的排布实像，并结合计数获取的相邻晶圆之间的间距，可以将晶圆之间毫米级的差异检测出来，具有较高的准确度。

Description

具有摄像侦测装置的机械手臂组件及半导体生产设备

本申请是针对申请日为2017年9月12日，申请号为201710815798.9，发明名称为具有摄像侦测装置的机械手臂组件及半导体生产设备的专利的分案申请。

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，特别是涉及一种具有摄像侦测装置的机械手臂组件及半导体生产设备。

背景技术

在现有半导体设备中，晶圆的传送一般均通过机械手臂，譬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等。现有的机械手臂11如图1所示，所述机械手臂11的前端设有发光传感器12及与所述发光传感器12相对应的接收传感器13，在从晶圆盒或晶舟内抓取晶圆之间，会先使用所述机械手臂11从上至下对所有晶圆进行扫描，并在扫描的同时通过所述发光传感器12及所述接收传感器13感知所述晶圆盒或所述晶舟中晶圆的排布情况(即确认所述晶圆盒或所述晶舟中的晶圆有无叠片、破裂或脱落等等)。然而，使用所述发光传感器12及所述接收传感器13配合进行侦测晶圆盒或晶舟中的晶圆排布情况时，由于所述发光传感器12及所述接收传感器13自身精度及外界环境的影响，使得在侦测感知的过程中会存在各种误差，侦测感知的准确度不够高。然而，如果侦测感知的准确度不够高将会导致严重的生产事故，譬如，如图2及图3所示，以扩散工艺的批处理设备为例，当工艺完成后，若晶舟14上因膨胀引起位于其上的晶圆15破裂导致异常时(如图2所示)，若所述机械手臂11上的所述发光传感器12及所述接收传感器13没有检出破裂的所述晶圆15，所述机械手臂11就会进行正常的抓取动作，而当抓取到破裂的所述晶圆15时会抓取异常，导致所述晶舟14发生倾斜(如图3所示)，从而导致整个所述晶舟14上的晶圆15均发生掉落等问题。此外，由于所述发光传感器12及所述接收传感器13均位于所述机械手臂11的前端，在所述机械手臂11抓取晶圆进行传送的过程中，也无法对传送中的晶圆是否会发生异常进行侦测感知。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种摄像侦测装置、具有摄像侦测装置的机械手臂组件及半导体生产设备，用于解决现有技术中使用发光传感器及接收传感器对晶圆的排布情况进行侦测感知时存在的准确度较低的问题，以及无法对传送中的晶圆是否发生异常进行侦测感知的问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种机械手臂组件，所述机械手臂组件包括：

机械手臂，所述机械手臂包括：传送基座、固定架及插片；所述固定架固定于所述传送基座的上表面一侧；所述插片一端固定于所述固定架上，且所述插片与所述传送基座的上表面相平行，用于抓取晶圆盒或晶舟中的晶圆；所述传送基座用于带动所述固定架及所述插片旋转及移动，以实现对晶圆的转移；

摄像侦测装置，用于侦测晶圆盒或晶舟中晶圆的排布情况，所述摄像侦测装置包括：

摄像模块，用于对晶圆盒或晶舟中的晶圆进行摄像，以获得所述晶圆盒或所述晶舟中晶圆的排布实像；

计数模块，与所述摄像模块相连接，用于依据所述摄像模块获取的所述晶圆的排布实像对所述晶圆盒或所述晶舟中的晶圆进行计数，并依据计数时间间隔获取相邻所述晶圆之间的间距；

所述摄像侦测装置还包括：

壳体，所述壳体内设有容纳腔，所述摄像模块及所述计数模块均位于所述容纳腔内，且与所述壳体之间具有间距；所述壳体的一端设有暴露出所述摄像模块的开口，所述壳体内设有进气通孔及排气通孔；所述进气通孔与一进气管路相连通，用于在所述摄像模块及所述计数模块工作时向所述壳体内通入冷却气体，以对所述摄像模块及所述计数模块进行冷却；所述排气通孔与一排气管路相连通；

其中，所述摄像侦测装置固定于所述固定架的顶部，且所述摄像模块的摄像端朝向所述固定架设有所述插片的一侧。

作为本发明的一种优选方案，所述摄像模块为光学摄像模块。

作为本发明的一种优选方案，所述计数模块包括：

计数单元，与所述摄像模块相连接，用于依据所述摄像模块获取的所述晶圆的排布实像对所述晶圆盒或所述晶舟中的晶圆进行实时计数；

处理单元，与所述计数单元相连接，用于依据所述计数单元相邻两次计数的时间间隔计算相邻所述晶圆之间的间距。

作为本发明的一种优选方案，所述摄像侦测装置还包括显示模块，所述显示模块与所述摄像模块及所述计数模块相连接，用于显示所述摄像模块获取的所述晶圆的排布实像、所述计数模块的计数结果及所述计数模块获取的相邻晶圆之间的间距三者中的至少一者。

作为本发明的一种优选方案，所述机械手臂包括五片所述插片，五片所述插片沿所述固定架的高度方向平行间隔排布。

本发明还提供一种半导体生产设备，所述半导体生产设备包括：

装载台，用于装载晶圆盒；

真空传送室，连接至所述装载台；

如上述任一方案中所述的机械手臂组件，位于所述真空传送室内；

反应腔室，连接至所述真空传送室。

本发明还提供一种半导体生产设备，所述半导体生产设备包括：

装载台，用于装载晶圆盒；

晶圆加载区，具有加载互锁真空装置；所述晶圆加载区连接至所述装载台；

如上述任一方案中所述的机械手臂组件，位于所述晶圆加载区内，且位于所述加载互锁真空装置与所述装载台之间；

批次型扩散处理腔室，连接至所述晶圆加载区；

晶舟，位于所述晶圆加载区内，用于装载晶圆；所述晶舟可在所述晶圆加载区与所述批次型扩散处理腔室之间往返传送。

本发明还提供一种半导体工艺方法，所述半导体工艺方法包括如下步骤：

1)将装有待处理晶圆的晶圆盒加载于如上述任一方案中所述的半导体生产设备上；

2)使用所述摄像侦测装置自上至下对所述晶圆盒内的晶圆进行摄像，以获得所述晶圆盒中晶圆的排布实像，并依据获取的所述晶圆的排布实像对所述晶圆盒中的晶圆进行计数，并依据计数时间间隔获取相邻所述晶圆之间的间距；

3)依据获取的所述晶圆的排布实像及相邻所述晶圆之间的间距判断所述晶圆盒中的晶圆排布是否正常；

4)若所述晶圆盒中的所述晶圆排布正常，使用所述机械手臂将所述晶圆抓取并传送至所述反应腔室内进行工艺处理。

本发明还提供一种半导体工艺方法，所述半导体工艺方法包括如下步骤：

1)将装有待处理晶圆的晶圆盒加载于如上述任一方案中所述的半导体生产设备上；

2)使用所述摄像侦测装置自上至下对所述晶圆盒内的晶圆进行摄像，以获得所述晶圆盒中晶圆的排布实像，并依据获取的所述晶圆的排布实像对所述晶圆盒中的晶圆进行计数，并依据计数时间间隔获取相邻所述晶圆之间的间距；

3)依据获取的所述晶圆的排布实像及相邻所述晶圆之间的间距判断所述晶圆盒中的晶圆排布是否正常；

4)若所述晶圆盒中的所述晶圆排布正常，使用所述机械手臂将所述晶圆抓取并传送至晶圆加载区内的所述晶舟内，并将装载有所述晶圆的晶舟送入所述批次型扩散处理腔室内进行工艺处理。

作为本发明的一种优选方案，步骤4)之后还包括如下步骤：

5)工艺处理完毕后将所述晶舟传送回所述晶圆加载区；

6)使用所述摄像侦测装置自上至下对所述晶舟内的晶圆进行摄像，以获得所述晶舟中晶圆的排布实像，并依据获取的所述晶圆的排布实像对所述晶舟中的晶圆进行计数，并依据计数时间间隔获取相邻所述晶圆之间的间距；

7)依据获取的所述晶圆的排布实像及相邻所述晶圆之间的间距判断所述晶舟中的晶圆排布是否正常；

8)若所述晶舟中的所述晶圆排布正常，使用所述机械手臂将所述晶圆抓取并传送回所述晶圆盒。

如上所述，本发明提供的摄像侦测装置、具有摄像侦测装置的机械手臂组件及半导体生产设备，具有以下有益效果：本发明的机械手臂组件上设置所述摄像侦测装置，通过摄像模块获取晶圆盒或晶舟中晶圆的排布实像，并通过计数模块对所述晶圆盒或所述晶舟中的晶圆进行计数，且依据计数时间间隔获取相邻所述晶圆之间的间距，由于能够获取晶圆的排布实像，并结合计数获取的相邻晶圆之间的间距，可以将晶圆之间毫米级的差异检测出来，具有较高的准确度，进一步的，由于所述摄像侦测装置还可对所述摄像模块及计数模块进行降温，从而可提高所述摄像侦测装置的精确度；同时，还可以实现在晶圆传送过程中的侦测。

附图说明

图1显示为现有技术中的机械手臂抓取晶圆的俯视结构示意图。

图2至图3显示为晶舟中存在破片，机械手臂抓取晶圆时导致晶舟倾斜的示意图。

图4显示为本发明实施例一中提供的机械手臂组件的结构示意图。

图5至图9显示为本发明实施例一中提供的摄像侦测装置的结构框图。

图10至12显示为晶圆盒中晶圆的不同排布情况示意图，其中，图10中晶圆正常排布，图11中晶圆有叠片异常排布，图12中晶圆有破片异常排布。

图13显示为本发明实施例二中提供的半导体生产设备的局部结构示意图。

图14显示为本发明实施例三中提供的半导体生产设备的局部结构示意图。

图15显示为本发明实施例四中提供的半导体工艺方法的流程图。

图16显示为本发明实施例五中提供的半导体方法的流程图。

组件标号说明

11 机械手臂

12 发光传感器

13 接收传感器

14 晶舟

15 晶圆

2 摄像侦测装置

21 摄像模块

22 计数模块

221 计数单元

222 处理单元

23 壳体

231 开口

232 进气通孔

233 排气通孔

24 冷却水管路

25 容纳腔

26 摄像端

3 显示模块

4 机械手臂

41 传送机座

42 固定架

43 插片

51 装载台

52 真空传送室

53 反应腔室

61 晶圆加载区

62 加载互锁真空装置

63 批次型扩散处理腔室

64 晶舟

65 晶舟升降机

7 晶圆

8 晶圆盒

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图4至图16。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。

实施例一

请参阅图4及图5，本发明还提供一种机械手臂组件，所述机械手臂组件包括：机械手臂4，所述机械手臂4包括：传送基座41、固定架42及插片43；所述固定架42固定于所述传送基座41的上表面一侧；所述插片43一端固定于所述固定架42上，且所述插片43与所述传送基座41的上表面相平行，用于抓取晶圆盒或晶舟中的晶圆；所述传送基座41用于带动所述固定架42及所述插片43旋转及移动，以实现对晶圆的转移；摄像侦测装置2，用于侦测晶圆盒或晶舟中晶圆的排布情况，所述摄像侦测装置2包括：摄像模块21及计数模块22，所述摄像模块21用于对晶圆盒或晶舟中的晶圆进行摄像，以获得所述晶圆盒或所述晶舟中晶圆的排布实像；所述计数模块22与所述摄像模块21相连接，用于依据所述摄像模块21获取的所述晶圆的排布实像对所述晶圆盒或所述晶舟中的晶圆进行计数，并依据计数时间间隔获取相邻所述晶圆之间的间距；其中，所述摄像侦测装置2固定于所述固定架42的顶部，且所述摄像模块21的摄像端26朝向所述固定架42设有所述插片43的一侧；所述摄像侦测装置2的具体结构请参阅实施例一，此处不再累述。

作为示例，所述摄像模块21可以为但不仅限于光学摄像模块；优选地，本实施例中，所述摄像模块21为光学摄像仪。

作为示例，如图6所示，所述计数模块22包括：计数单元221，所述计数单元221与所述摄像模块21相连接，用于依据所述摄像模块21获取的所述晶圆的排布实像对所述晶圆盒或所述晶舟中的晶圆进行实时计数；处理单元222，所述处理单元222与所述计数单元221相连接，用于依据所述计数单元221相邻两次计数的时间间隔计算相邻所述晶圆之间的间距。

作为示例，所述计数单元221可以在所述摄像模块21获得所述晶圆盒或所述晶舟中晶圆的排布实像同时对所述晶圆盒或所述晶舟中的晶圆进行实时计数，也可以在所述摄像模块21获得所述晶圆盒或所述晶舟中晶圆的排布实像之后，再依据所述摄像模块21获得所述晶圆盒或所述晶舟中晶圆的排布实像对所述晶圆盒或所述晶舟中的晶圆进行实时计数。

本发明的摄像侦测装置2通过摄像模块21获取晶圆盒或晶舟中晶圆的排布实像，并通过计数模块22对所述晶圆盒或所述晶舟中的晶圆进行计数，且依据计数时间间隔获取相邻所述晶圆之间的间距，由于能够获取晶圆的排布实像，并结合计数获取的相邻晶圆之间的间距，可以将晶圆之间毫米级的差异检测出来，具有较高的准确度。

在一示例中，如图7所示，所述摄像侦测装置2还包括：壳体23，所述壳体23内设有容纳腔25，所述摄像模块21及所述计数模块22均位于所述容纳腔25内，所述壳体23的一端设有暴露出所述摄像模块21的开口231，以确保所述摄像模块21可以对晶圆盒或晶舟中的晶圆进行摄像；冷却水管路24，所述冷却水管路24环绕于所述壳体23的***，一端与冷却水源(未示出)相连接，用于在所述摄像模块21及所述计数模块22工作时通入冷却水以对所述摄像模块21及所述计数模块22进行冷却。由于所述摄像侦测装置2一般位于半导体生产设备内部的机械手臂上，其工作环境温度较高，而较高的温度将会影响所述摄像模块21及所述计数模块22工作的精度，因此，在所述摄像侦测装置2的所述壳体23外设置冷却水管路24对所述摄像模块21及所述计数模块22进行降温，可以使得所述摄像侦测装置2保持具有较高的精确度。

在另一示例中，如图8所示，所述摄像侦测装置还包括：壳体23，所述壳体23内设有容纳腔25，所述摄像模块21及所述计数模块22均位于所述容纳腔25内，且与所述壳体23之间具有间距；所述壳体23的一端设有暴露出所述摄像模块21的开口231，以确保所述摄像模块21可以对晶圆盒或晶舟中的晶圆进行摄像，所述壳体23内设有进气通孔232及排气通孔233；所述进气通孔232与一进气管路(未示出)相连通，用于在所述摄像模块21及所述计数模块22工作时向所述壳体23内通入冷却气体，以对所述摄像模块21及所述计数模块22进行冷却；所述排气通孔233与一排气管路(未示出)相连通。在所述壳体23内设置与位于其内部的所述容纳腔25的进气通孔232及排气通孔233，可以通过通入冷却气体(譬如，冷却氮气等)为所述摄像模块21及所述计数模块22进行冷却降温，在确保所述摄像侦测装置2保持具有较高的精确度的同时，相较于水冷具有结构简单、便于实施及成本低廉等优点。

作为示例，如图9所示，所述摄像侦测装置还包括显示模块3，所述显示模块3与所述摄像模块21及所述计数模块22相连接，用于显示所述摄像模块21获取的所述晶圆的排布实像、所述计数模块22的计数结果及所述计数模块22获取的相邻晶圆之间的间距三者中的至少一者。

作为示例，所述显示模块3可以将所述摄像模块21获取的所述晶圆的排布实像、所述计数模块22的计数结果及所述计数模块22获取的相邻晶圆之间的间距于同一显示单元中予以同时显示；也可以将所述摄像模块21获取的所述晶圆的排布实像、所述计数模块22的计数结果及所述计数模块22获取的相邻晶圆之间的间距在不同的显示单元中选择性的分布予以显示。

通过设置所述显示模块3，工作人员可以更为直观的知悉所述摄像模块21获取的所述晶圆的排布实像、所述计数模块22的计数结果及所述计数模块22获取的相邻晶圆之间的间距等信息。

作为示例，所述机械手臂4上所述插片43的数量可以根据实际需要进行设定，所述插片43的数量可以为一片、两片、三片、四片、五片或更多片。优选地，当所述机械手臂4用于抓取单片晶圆时，所述机械手臂4上所述插片43的数量为一片；所述机械手臂4用于同时抓取多片晶圆时，所述机械手臂4上所述插片43的数量为五片。需要说明的是，无论所述机械手臂4上所述插片43的数量为多少，所有所述插片43均与所述固定架42的侧壁相垂直，且当所述插片43为五片时，五片所述插片43沿所述固定架42的高度方向平行间隔排布。

以所述机械手臂4从晶圆盒8内抓取晶圆7作为示例，本实施例的所述机械手臂组件的工作原理为：机械手臂4从所述晶圆盒8内抓取所述晶圆7之前，所述机械手臂4先移至所述晶圆盒8开口处上部一侧，然后自上至下移动，此时，位于所述机械手臂4上的所述摄像侦测装置2中的所述摄像模块21依次获取所述晶圆盒8内所述晶圆7的排布情况，同时，所述计数模块22依据所述摄像模块21获取的所述晶圆7的排布实像对所述晶圆盒8中的所述晶圆7进行计数，并依据计数时间间隔获取相邻所述晶圆7之间的间距。当所述晶圆盒8内所述晶圆7有任何异常时，所述摄像侦测装置2可以及时精准地发现。其中，图10为所述晶圆7在所述晶圆盒8中正常排布的示意图；图11为所述晶圆7在所述晶圆盒8中有叠片异常排布的示意图，其中，图11中的a区域为没有所述晶圆7的空缺区域，b区域为有两片所述晶圆7叠置在一起的叠片区域；图12为所述晶圆7在所述晶圆盒8中有破片异常排布的示意图，切中，图12中的c区域为有破片的破片区域。

实施例二

请参阅图13，本发明还提供一种半导体生产设备，所述半导体生产设备为单片处理设备，即为一次对一片晶圆进行处理的设备，所述半导体生产设备包括：装载台51，所述装载台51用于装载晶圆盒8；真空传送室52，所述真空传送室52连接至所述装载台51；如实施例一中所述的机械手臂组件，所述机械手臂组件位于所述真空传送室52内，所述机械手臂组件的具体结构请参阅实施例一，此处不再累述；反应腔室53，所述反应腔室53连接至所述真空传送室52。

本实施例所述的半导体生产设备的工作原理为：在所述晶圆盒8未加载至所述装载台51之前，所述装载台51与所述真空传送室52及所述真空传送至52与所述反应腔室53之间均有隔离门(未示出)隔离开；当所述晶圆盒8加载于所述装载台51上之后，所述晶圆盒8的盒盖及所述装载体51与所述真空传送室52之间的隔离门打开，所述机械手臂4移动至所述晶圆盒8的上部一侧，自上至下移动，此时，位于所述机械手臂4上的所述摄像侦测装置2中的所述摄像模块21依次获取所述晶圆盒8内所述晶圆7的排布情况，同时，所述计数模块22依据所述摄像模块21获取的所述晶圆7的排布实像对所述晶圆盒8中的所述晶圆7进行计数，并依据计数时间间隔获取相邻所述晶圆7之间的间距；当确保所述晶圆盒8内的所述晶圆7没有异常排布时，所述机械手臂4抓取需要处理的晶圆7传送至所述反应腔室53内进行处理；最后，在对所述晶圆7处理外部后，所述机械手臂4抓取所述晶圆7传送回所述晶圆盒8内。需要说明的是，所述机械手臂4抓取所述晶圆7传送的过程中，所述反应腔室53与所述真空传送室52之间的隔离门打开，且在对所述晶圆7进行处理的过程中，所述反应腔室53与所述真空传送室52之间的隔离门关闭。在使用所述机械手臂4传送所述晶圆7的过程中，所述摄像侦测装置2对位于所述机械手臂4上的所述晶圆7进行实施侦测，以确保所述晶圆7在传送过程中发生异常时及时发现。

实施例三

请参阅图14，本发明还提供一种半导体生产设备，所述半导体生产设备为批次型处理设备，优选地，本实施例中，所述半导体生产设备为扩散工艺的批处理设备，所述半导体生产设备包括：装载台51，所述装载台51用于装载晶圆盒8；晶圆加载区61，所述晶圆加载区61具有加载互锁真空装置62；所述晶圆加载区61连接至所述装载台51；如上实施例一中所述的机械手臂组件，所述机械手臂组件位于所述晶圆加载区61内，且位于所述加载互锁真空装置62与所述装载台51之间；批次型扩散处理腔室63，所述批次型扩散处理腔室63连接至所述晶圆加载区61；晶舟64，所述晶舟64位于所述晶圆加载区61内，用于装载晶圆；所述晶舟64可在所述晶圆加载区61与所述批次型扩散处理腔室63之间往返传送。

本实施例所述的半导体生产设备的工作原理为：当所述晶圆盒8加载于所述装载台51之后，所述机械手臂4移动至所述晶圆盒8的上部一侧，自上至下移动，此时，位于所述机械手臂4上的所述摄像侦测装置2中的所述摄像模块21依次获取所述晶圆盒8内所述晶圆7的排布情况，同时，所述计数模块22依据所述摄像模块21获取的所述晶圆7的排布实像对所述晶圆盒8中的所述晶圆7进行计数，并依据计数时间间隔获取相邻所述晶圆7之间的间距；当确保所述晶圆盒8内的所述晶圆7没有异常排布时，所述机械手臂4抓取需要处理的晶圆7传送至所述晶舟64上；当所有需要处理的所述晶圆7均传送至所述晶舟64内之后，所述晶舟64在晶舟升降机65的带动下移动至所述批次型扩散处理腔室63内对所述晶圆7进行处理；当对所述晶圆7处理完毕后，所述晶舟64在所述晶舟升降机65的带动下移动回所述晶圆加载区61内；此时，所述机械手臂4移动至所述晶舟64上部一侧，自上至下移动，此时，位于所述机械手臂4上的所述摄像侦测装置2中的所述摄像模块21依次获取所述晶舟64上所述晶圆7的排布情况，同时，所述计数模块22依据所述摄像模块21获取的所述晶圆7的排布实像对所述晶舟64上的所述晶圆7进行计数，并依据计数时间间隔获取相邻所述晶圆7之间的间距；当确保所述晶舟64上的所述晶圆7没有异常排布时，所述机械手臂4将所述晶舟64上的所述晶圆7依次传回至所述晶舟盒8内。在使用所述机械手臂4传送所述晶圆7的过程中，所述摄像侦测装置2对位于所述机械手臂4上的所述晶圆7进行实施侦测，以确保所述晶圆7在传送过程中发生异常时及时发现。

实施例四

请结合图13参阅图15，本发明还提供一种半导体工艺方法，所述半导体工艺为对单片晶圆进行处理的工艺，本实施例中的所述半导体工艺方法基于实施例二中所述的半导体生产设备予以实施，所述半导体工艺方法包括如下步骤：

1)将装有待处理晶圆7的晶圆盒8加载于如实施例二中所述的半导体生产设备上；

2)使用所述摄像侦测装置2自上至下对所述晶圆盒8内的晶圆7进行摄像，以获得所述晶圆盒8中晶圆7的排布实像，并依据获取的所述晶圆7的排布实像对所述晶圆盒8中的晶圆7进行计数，并依据计数时间间隔获取相邻所述晶圆7之间的间距；

3)依据获取的所述晶圆7的排布实像及相邻所述晶圆7之间的间距判断所述晶圆盒8中的晶圆7排布是否正常；

4)若所述晶圆盒8中的所述晶圆7排布正常，使用所述机械手臂4将所述晶圆7抓取并传送至所述反应腔室53内进行工艺处理。

实施例五

请结合图14参阅图16，本发明还提供一种半导体工艺方法，所述半导体工艺为对多片晶圆进行批次处理的工艺，本实施例中的所述半导体工艺方法基于实施例三中所述的半导体生产设备予以实施，所述半导体工艺方法包括如下步骤：

1)将装有待处理晶圆7的晶圆盒8加载于如实施例三中所述的半导体生产设备上；

2)使用所述摄像侦测装置2自上至下对所述晶圆盒8内的晶圆7进行摄像，以获得所述晶圆盒8中晶圆7的排布实像，并依据获取的所述晶圆7的排布实像对所述晶圆盒8中的晶圆7进行计数，并依据计数时间间隔获取相邻所述晶圆7之间的间距；

3)依据获取的所述晶圆7的排布实像及相邻所述晶圆7之间的间距判断所述晶圆盒8中的晶圆7排布是否正常；

4)若所述晶圆盒8中的所述晶圆7排布正常，使用所述机械手臂4将所述晶圆7抓取并传送至所述晶圆加载区61内的所述晶舟64内，并将装载有所述晶圆7的晶舟64送入所述批次型扩散处理腔室63内进行工艺处理。

作为示例，步骤4)之后还包括如下步骤：

5)工艺处理完毕后将所述晶舟64传送回所述晶圆加载区61；

6)使用所述摄像侦测装置2自上至下对所述晶舟64内的晶圆7进行摄像，以获得所述晶舟64中晶圆7的排布实像，并依据获取的所述晶圆的排布实像对所述晶舟64中的晶圆7进行计数，并依据计数时间间隔获取相邻所述晶圆7之间的间距；

7)依据获取的所述晶圆7的排布实像及相邻所述晶圆7之间的间距判断所述晶舟64中的晶圆7排布是否正常；

8)若所述晶舟64中的所述晶圆7排布正常，使用所述机械手臂4将所述晶圆7抓取并传送回所述晶圆盒8。

综上所述，本发明提供一种具有摄像侦测装置的机械手臂组件及半导体生产设备，所述机械手臂组件包括：机械手臂，所述机械手臂包括：传送基座、固定架及插片；所述固定架固定于所述传送基座的上表面一侧；所述插片一端固定于所述固定架上，且所述插片与所述传送基座的上表面相平行，用于抓取晶圆盒或晶舟中的晶圆；所述传送基座用于带动所述固定架及所述插片旋转及移动，以实现对晶圆的转移；摄像侦测装置，用于侦测晶圆盒或晶舟中晶圆的排布情况，所述摄像侦测装置包括：摄像模块，用于对晶圆盒或晶舟中的晶圆进行摄像，以获得所述晶圆盒或所述晶舟中晶圆的排布实像；计数模块，与所述摄像模块相连接，用于依据所述摄像模块获取的所述晶圆的排布实像对所述晶圆盒或所述晶舟中的晶圆进行计数，并依据计数时间间隔获取相邻所述晶圆之间的间距；且所述摄像侦测装置还具有降温设置；其中，所述摄像侦测装置固定于所述固定架的顶部，且所述摄像模块的摄像端朝向所述固定架设有所述插片的一侧。本发明的机械手臂组件上设置所述摄像侦测装置，通过摄像模块获取晶圆盒或晶舟中晶圆的排布实像，并通过计数模块对所述晶圆盒或所述晶舟中的晶圆进行计数，且依据计数时间间隔获取相邻所述晶圆之间的间距，由于能够获取晶圆的排布实像，并结合计数获取的相邻晶圆之间的间距，可以将晶圆之间毫米级的差异检测出来，具有较高的准确度，进一步的，由于所述摄像侦测装置还可对所述摄像模块及计数模块进行降温，从而可提高所述摄像侦测装置的精确度；同时，还可以实现在晶圆传送过程中的侦测。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种机械手臂组件，其特征在于，所述机械手臂组件包括：

机械手臂，所述机械手臂包括：传送基座、固定架及插片；所述固定架固定于所述传送基座的上表面一侧；所述插片一端固定于所述固定架上，且所述插片与所述传送基座的上表面相平行，用于抓取晶圆盒或晶舟中的晶圆；所述传送基座用于带动所述固定架及所述插片旋转及移动，以实现对晶圆的转移；

摄像侦测装置，用于侦测晶圆盒或晶舟中晶圆的排布情况，所述摄像侦测装置包括：

摄像模块，用于对晶圆盒或晶舟中的晶圆进行摄像，以获得所述晶圆盒或所述晶舟中晶圆的排布实像；

计数模块，包括与所述摄像模块相连接的计数单元以及与所述计数单元相连接的处理单元，所述计数单元用于依据所述摄像模块获取的所述晶圆的排布实像对所述晶圆盒或所述晶舟中的晶圆进行计数，所述处理单元依据所述计数单元相邻两次计数的时间间隔计算相邻所述晶圆之间的间距；

所述摄像侦测装置还包括：

壳体，所述壳体内设有容纳腔，所述摄像模块及所述计数模块均位于所述容纳腔内，且与所述壳体之间具有间距；所述壳体的一端设有暴露出所述摄像模块的开口，所述壳体内设有进气通孔及排气通孔；所述进气通孔与一进气管路相连通，用于在所述摄像模块及所述计数模块工作时向所述壳体内通入冷却气体，以对所述摄像模块及所述计数模块进行冷却；所述排气通孔与一排气管路相连通；

其中，所述摄像侦测装置固定于所述固定架的顶部，且所述摄像模块的摄像端朝向所述固定架设有所述插片的一侧，将所述摄像模块获取的所述晶圆的排布实像结合所述计数模块获取的相邻所述晶圆之间的间距，将所述晶圆之间毫米级的差异检测出来；以及

在使用所述机械手臂传送晶圆的过程中，所述摄像侦测装置对位于所述机械手臂上的晶圆进行实时侦测。

2.根据权利要求1所述的机械手臂组件，其特征在于，所述摄像模块为光学摄像模块。

3.根据权利要求1所述的机械手臂组件，其特征在于，所述摄像侦测装置还包括显示模块，所述显示模块与所述摄像模块及所述计数模块相连接，用于显示所述摄像模块获取的所述晶圆的排布实像、所述计数模块的计数结果及所述计数模块获取的相邻晶圆之间的间距三者中的至少一者。

4.根据权利要求1所述的机械手臂组件，其特征在于，所述机械手臂包括五片所述插片，五片所述插片沿所述固定架的高度方向平行间隔排布。

5.一种半导体生产设备，其特征在于，所述半导体生产设备包括：

装载台，用于装载晶圆盒；

真空传送室，连接至所述装载台；

如权利要求1所述的机械手臂组件，位于所述真空传送室内；

反应腔室，连接至所述真空传送室。

6.一种半导体生产设备，其特征在于，所述半导体生产设备包括：

装载台，用于装载晶圆盒；

晶圆加载区，具有加载互锁真空装置；所述晶圆加载区连接至所述装载台；

如权利要求1所述的机械手臂组件，位于所述晶圆加载区内，且位于所述加载互锁真空装置与所述装载台之间；

批次型扩散处理腔室，连接至所述晶圆加载区；

晶舟，位于所述晶圆加载区内，用于装载晶圆；所述晶舟可在所述晶圆加载区与所述批次型扩散处理腔室之间往返传送。

7.一种半导体工艺方法，其特征在于，所述半导体工艺方法包括如下步骤：

1)将装有待处理晶圆的晶圆盒加载于如权利要求5所述的半导体生产设备上；

2)使用所述摄像侦测装置自上至下对所述晶圆盒内的晶圆进行摄像，以获得所述晶圆盒中晶圆的排布实像，并依据获取的所述晶圆的排布实像对所述晶圆盒中的晶圆进行计数，并依据计数时间间隔获取相邻所述晶圆之间的间距；

3)依据获取的所述晶圆的排布实像及相邻所述晶圆之间的间距判断所述晶圆盒中的晶圆排布是否正常；

4)若所述晶圆盒中的所述晶圆排布正常，使用所述机械手臂将所述晶圆抓取并传送至所述反应腔室内进行工艺处理。

8.一种半导体工艺方法，其特征在于，所述半导体工艺方法包括如下步骤：

1)将装有待处理晶圆的晶圆盒加载于如权利要求6所述的半导体生产设备上；

2)使用所述摄像侦测装置自上至下对所述晶圆盒内的晶圆进行摄像，以获得所述晶圆盒中晶圆的排布实像，并依据获取的所述晶圆的排布实像对所述晶圆盒中的晶圆进行计数，并依据计数时间间隔获取相邻所述晶圆之间的间距；

3)依据获取的所述晶圆的排布实像及相邻所述晶圆之间的间距判断所述晶圆盒中的晶圆排布是否正常；

4)若所述晶圆盒中的所述晶圆排布正常，使用所述机械手臂将所述晶圆抓取并传送至晶圆加载区内的所述晶舟内，并将装载有所述晶圆的晶舟送入所述批次型扩散处理腔室内进行工艺处理。

9.根据权利要求8所述的半导体工艺方法，其特征在于，步骤4)之后还包括如下步骤：

5)工艺处理完毕后将所述晶舟传送回所述晶圆加载区；

6)使用所述摄像侦测装置自上至下对所述晶舟内的晶圆进行摄像，以获得所述晶舟中晶圆的排布实像，并依据获取的所述晶圆的排布实像对所述晶舟中的晶圆进行计数，并依据计数时间间隔获取相邻所述晶圆之间的间距；

7)依据获取的所述晶圆的排布实像及相邻所述晶圆之间的间距判断所述晶舟中的晶圆排布是否正常；

8)若所述晶舟中的所述晶圆排布正常，使用所述机械手臂将所述晶圆抓取并传送回所述晶圆盒。

Images