片盒位置檢測裝置、傳輸系統(tǒng)及半導體加工設備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導體設備制造領(lǐng)域，具體地，涉及一種片盒位置檢測裝置、傳輸系統(tǒng) 及半導體加工設備。
【背景技術(shù)】
[0002] 在半導體加工設備中，裝載腔室用以在其內(nèi)部裝載裝有被加工工件的片盒。如圖 1所示，將裝有被加工工件的片盒102裝載至裝載腔室101內(nèi)的指定位置后，設于傳輸腔室 107內(nèi)部的機械手106通過連通傳輸腔室107與裝載腔室101的窗口從裝載腔室101中的 片盒102取片，并將其傳輸至反應腔室108中，進行工藝處理，以及將完成工藝處理的被加 工工件從反應腔室108中取出，并傳輸至位于裝載腔室101內(nèi)的片盒102中。在上述過程 中，片盒102是否被準確地裝載至裝載腔室101內(nèi)的指定位置直接影響機械手106取片及 放片的成功率。在實際應用中，一般在裝載腔室101上設置片盒位置檢測裝置，用以檢測裝 載腔室101中是否放置有片盒102,并檢測片盒102相對于指定位置是否傾斜，以確認片盒 102是否處于裝載腔室101內(nèi)的指定位置。
[0003] 圖2為現(xiàn)有的裝載腔室的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，裝載腔室101內(nèi)部設有片盒 固定板302,用于承載片盒102 ;片盒固定板302下方設有片盒升降裝置303,用以驅(qū)動片盒 固定板302及置于片盒固定板302上的片盒102作升降運動；片盒固定板302上設有限位 塊305,用于將置于片盒固定板302上的片盒102固定在指定位置。
[0004] 現(xiàn)有的一種片盒位置檢測裝置如圖3所示，該片盒位置檢測裝置具體為設于片盒 固定板302上的傳感器304。其對片盒102位置的檢測通過下述方式實現(xiàn)：當片盒102被 放置在片盒固定板302上時，傳感器304處于片盒102下方，若片盒102相對于指定位置沒 有傾斜，則片盒102與傳感器304接觸，傳感器304被觸發(fā)，其發(fā)出表示片盒102被準確放 置至指定位置的信號；若片盒102相對于指定位置傾斜，則片盒102與片盒固定板302之間 存在間隙，當間隙足夠大時，片盒102與傳感器304不相接觸，傳感器304無法被觸發(fā)，其發(fā) 出表示裝載腔室101中沒有片盒102或片盒102未處于指定位置的信號。
[0005] 在實際應用中，上述片盒位置檢測裝置不可避免地存在下述問題：
[0006] 其一，當片盒102相對于指定位置傾斜，且傾斜角度較小時，片盒102與片盒固定 板302之間的間隙不足以使片盒102與傳感器304脫離接觸，在此情況下傳感器304仍然 會被觸發(fā)，使其發(fā)出表示片盒102被準確放置至指定位置的信號，從而使得在此情況下，機 械手無法準確地完成取片及放片，甚至使得機械手在取片或放片時與被加工工件之間產(chǎn)生 碰撞，導致被加工工件損毀。
[0007] 其二，在一些情況下，裝載腔室101內(nèi)部具有較高的溫度，使傳感器304在使用過 程中受到裝載腔室101內(nèi)部溫度的限制；例如，當裝載腔室101內(nèi)部的溫度超過傳感器304 的使用溫度時，傳感器304可能無法使用或無法準確地判斷片盒102是否處于指定位置。
[0008] 其三，傳感器304設于裝載腔室101內(nèi)部，使其信號線及電源線等線纜需要貫穿裝 載腔室101的周壁連接到裝載腔室101外部；并且，其線纜的設置需使其不妨礙片盒升降裝 置303的升降運動，以及使裝載腔室101內(nèi)部與外界之間不產(chǎn)生氣體的流通。容易理解，上 述設置具有較高的難度，不易設置；并且要求裝載腔室101具有更高的裝配精度，導致其制 造成本較高。
[0009] 另一種片盒位置檢測裝置如圖4所示，裝有該片盒位置檢測裝置的裝載腔室101 在其相對的兩側(cè)各具有一個透明窗口（圖中未示出），并且，片盒102的指定位置位于上述兩 個透明窗口之間，使片盒102被準確地放置在指定位置上時，兩個透明窗口之間的連線穿 過片盒102。上述片盒位置檢測裝置具體為激光發(fā)射裝置406,其具有發(fā)射端和接收端，該 發(fā)射端和接收端位于裝載腔室101外部，且分別設于裝載腔室101兩側(cè)的透明窗口上，其對 片盒102位置的檢測通過下述方式實現(xiàn)：首先將片盒102裝載至片盒固定板上，而后激光 發(fā)射裝置406的發(fā)射端向位于裝載腔室101另一側(cè)的接收端發(fā)射激光束；若接收端接收到 發(fā)射端發(fā)出的激光束，則上述片盒位置檢測裝置判斷片盒102未處于指定位置或裝載腔室 101中沒有片盒102 ;若接收端無法收到發(fā)射端發(fā)出的激光束，則上述片盒位置檢測裝置判 斷片盒102被置于指定位置。
[0010] 在實際應用中，上述片盒位置檢測裝置不可避免地存在下述問題，即：由于上述片 盒位置檢測裝置僅通過發(fā)射端發(fā)出的激光束是否被片盒102遮擋，對片盒102的位置進行 檢測，該檢測方式無法準確地檢測片盒102相對于指定位置是否傾斜，所以上述片盒位置 檢測裝置僅能準確地檢測裝載腔室101中是否存在片盒102,而不能對片盒102是否被準 確地放置在指定位置上進行準確地檢測。例如，當片盒102相對于指定位置傾斜，且片盒 102將發(fā)射端發(fā)出的激光束遮擋住時，上述片盒位置檢測裝置判斷片盒102被放置在指定 位置；在此情況下，機械手很可能無法成功取片或放片，甚至會導致取片或放片過程中，機 械手與被加工工件之間產(chǎn)生碰撞，進而導致被加工工件的損毀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提出了一種片盒位置檢測 裝置、傳輸系統(tǒng)及半導體加工設備，其可以在片盒底面與片盒固定板之間由于片盒傾斜產(chǎn) 生的間隙較小時，使狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元反射向激光檢測裝置的激光與激光檢測裝置之間具有較 大的偏差，使激光檢測裝置無法接收到由狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元反射而來的激光，從而使其可以準 確地檢測片盒底面與片盒固定板之間存在間隙，使片盒位置檢測裝置具有較高的靈敏度。
[0012] 為實現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種片盒位置檢測裝置，其用于檢測片盒底面與支撐 所述片盒的片盒固定板之間是否存在由于片盒傾斜產(chǎn)生的間隙，其包括狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元和激 光檢測單元，其中所述激光檢測單元安裝在裝載腔室外，所述激光檢測單元用于向設于裝 載腔室內(nèi)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元發(fā)射激光，并接收由所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元反射而來的激光；并且，若 所述激光檢測單元接收到由所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元反射而來的激光，表示裝載腔室內(nèi)有片盒且 片盒底面與片盒固定板之間不存在間隙；否則表示裝載腔室內(nèi)沒有片盒或者片盒底面與片 盒固定板之間存在間隙；所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元設置于所述片盒固定板內(nèi)，所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元 用于將片盒底面與片盒固定板之間的間隙轉(zhuǎn)換為其反射向所述激光檢測單元的激光的角 度變化。
[0013] 其中，所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元包括杠桿組件及固定在其上的反射件，杠桿組件包括旋 轉(zhuǎn)軸、杠桿、頂絲和彈性部件，其中所述旋轉(zhuǎn)軸固定在所述片盒固定板上表面上設置的具有 側(cè)向開口的沉臺內(nèi)；所述杠桿與所述旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)地連接，且所述杠桿圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸在 垂直于所述片盒固定板所在平面的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)；所述頂絲的底端，以及所述反射件與所述 杠桿連接，且分別位于所述旋轉(zhuǎn)軸的兩側(cè)，或者位于所述旋轉(zhuǎn)軸的同一側(cè)；所述彈性部件位 于所述沉臺內(nèi)，用于在所述裝載腔室內(nèi)不存在片盒時，朝向所述杠桿的與所述頂絲相同一 側(cè)的部分施加向上的彈力，以使所述頂絲的頂端高于所述片盒固定板的上表面；所述反射 件位于所述沉臺的側(cè)向開口之外。
[0014] 其中，所述激光檢測單元包括發(fā)射端、接收端和角度檢測單元，其中：所述發(fā)射端， 用于朝向與其相對的所述反射件的反射面發(fā)射激光；所述接收端，用于在所述片盒底面與 片盒固定板之間不存在間隙時接收到由所述反射件的反射面反射而來的激光；所述角度檢 測單元，用于根據(jù)所述反射件反射向所述接收端的激光反射角的變化和設定的光路距離來 放大檢測量，以計算所述傾斜角度。