[发明专利]一种机械手取片方法和放片方法及装置

说明书

本发明实施例提供了一种机械手取片方法和放片方法及装置，所述机械手应用于半导体外延设备，所述方法包括：当所述机械手伸入所述托盘的预设位置时，采用所述距离传感器获取多个取片距离特征值；其中，所述取片距离特征值表示所述距离传感器到晶圆上不同的点的距离；采用所述取片距离特征值及半径参数，确定所在的片槽平面与标准平面的夹角；其中，所述标准平面以工艺腔上表面为基准形成的平面；依据所述夹角，计算取片下移特征值；依据所述取片下移特征值取出所述晶圆，可以极大地提高晶圆放片的成功率，避免技术人员操作不当导致晶圆压伤或机械手压伤的缺陷。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种机械手取片方法和放片方法和一种机械手取片装置和放片装置。

背景技术

硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆，在晶圆上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能的IC产品。

在晶圆的加工工艺中，通常需要用到半导体外延设备，例如刻蚀机、PVD(physicalvapor deposition，物理气相沉积)设备和CVD(chemical vapor deposition，化学气相沉积)设备。

在采用这些半导体外延设备进行晶圆加工的过程中，都会涉及晶圆的放片和取片，以CVD设备为例，在先的晶圆放片和取片流程通常如下：

图1所示为CVD设备的结构图，其中，CVD设备包括片槽101、大气机械手102、片槽103、晶片校准和吹洗室104、传输系统105和工艺腔106，传输系统105中具有机械手，用于将晶圆传输进工艺腔106(即放片)和将晶圆从工艺腔106中取出(即取片)。

图2所示为机械手进行取放片示意图，机械手201上吸附着晶圆202从高位伸入工艺腔203，然后下降一定高度，将晶圆202放在托盘204上的片槽上，取片的过程是机械手201从高位伸入工艺腔203，下降一定高度到达低位，在低位处吸附托盘204片槽上的晶圆，然后机械手201上升至高位，并退出工艺腔203。

在晶圆的放片和取片过程中，机械手201在工艺腔203中下降的高度由技术人员控制，然而，技术人员无法看到机械手201和托盘204的相对位置，因而在实际应用中难以把握机械手201下降的高度，若下降的高度过小，将导致晶圆放片和取片失败，若下降的高度过大，机械手201会和托盘204发生触碰，容易导致蹭片，甚至压伤晶圆和机械手201。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种机械手取片方法和放片方法及一种机械手取片装置和放片装置。

为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种机械手取片方法，所述机械手应用于半导体外延设备，所述半导体外延设备包括机械手、工艺腔、位于所述工艺腔内部的托盘、以及安装在所述工艺腔上表面的距离传感器，所述托盘上具有若干个用于放置晶圆的片槽，所述方法包括：

当所述机械手伸入所述托盘的预设位置时，采用所述距离传感器获取多个取片距离特征值；其中，所述取片距离特征值表示所述距离传感器到晶圆上不同的点的距离；

采用所述取片距离特征值及半径参数，确定所在的片槽平面与标准平面的夹角；其中，所述标准平面以工艺腔上表面为基准形成的平面；

依据所述夹角，计算取片下移特征值；

依据所述取片下移特征值取出所述晶圆。

优选地，所述取片距离特征值包括第一取片距离特征值和/或第二取片距离特征值和/或第三取片距离特征值，所述采用所述距离传感器获取多个取片距离特征值的步骤包括：

所述托盘开始旋转一定角度时，采用所述距离传感器获得托盘起始位置的第一取片距离特征值；

所述托盘旋转停止时，获取所述第二取片距离特征值；