基片校准装置及半导体加工设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微电子加工技术领域，具体涉及一种基片校准装置及半导体加工设备。
【背景技术】
[0002]在半导体器件的制备工艺中，例如，化学气相沉积工艺或刻蚀工艺等，往往需要借助机械手实现将基片自大气环境传输至工艺腔室中。在实际应用中，应通过提高机械手的传输精度以及保证机械手和位于其上的基片相对位置准确，来实现机械手将基片传输至工艺腔室内的预设位置时基片位置准确。通常机械手的传输精度能够达到要求，但是，由于片盒搬运过程中基片发生偏移等原因，基片在片盒内的位置可能会发生移动，因此，不能保证机械手和位于其上的基片相对位置准确。
[0003]为此，公开号为US6275742的美国专利申请公开了一种基片校准装置，用以对二者的相对位置进行校准，具体地，请参阅图1，该基片校准装置包括旋转驱动器10、边缘检测机构11和控制器(图中未示出)。机械手12将其上的基片S传输至旋转驱动器10，旋转驱动器10用于驱动位于其上的基片S旋转；边缘检测机构11用于在基片S旋转的一周的过程中，实时检测基片S的当前边缘位置与旋转驱动器10的旋转轴在基片所在平面上的位置之间的距离，并将该距离发送至控制器；控制器用于根据来自边缘检测机构11检测的基片S周向上各个边缘位置与旋转轴在基片所在平面上的位置之间的距离，计算基片S的中心位置与旋转轴在基片所在平面上的位置的偏差值，并根据该偏差值调整机械手12对旋转驱动器10取片的取片位置，来实现机械手12在调整后的取片位置进行取片后与基片相对位置准确。
[0004]请参阅图2，上述边缘检测机构11包括光源110、透镜组111和CXD图像传感器112。其中，光源110设置在基片的上方，且对应基片S的边缘位置113处，用于发射具有一定发射角度的光线；透镜组111设置在基片S的下方，且位于光源110的正下方，用于先将光源110发出的光线进行汇聚再投射在CXD图像传感器112上形成图像，借助透镜组111对光线进行汇聚可以提高基片边缘位置113在CXD图像传感器112上的对比度；(XD图像传感器112根据投射在其上的图像进行“边缘搜索算法”，以获得当前基片边缘位置投影位置A，从而可以获得当前基片边缘位置与旋转轴B之间的距离。
[0005]由上可知，现有技术中的基片校准装置借助包括光源110、透镜组111和CXD图像传感器112的边缘检测机构11，检测的基片S的边缘位置与旋转轴在基片所在平面上的位置之间的距离，需要对图像进行“边缘搜索算法”来获得，这不仅技术开发难度较大，而且需要保证透镜组111具有较高的安装精度和制造精度，不易于生产。
【发明内容】
[0006]本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种基片校准装置及半导体加工设备，其可以解决现有技术中基片校准装置的技术开发难度大以及对安装精度和制造精度要求高的问题。
[0007]为解决上述问题之一，本发明提供了一种基片校准装置，用于校准传输装置和位于其上的基片之间的相对位置，其包括边缘检测机构，所述边缘检测机构包括距离传感器和控制器，所述距离传感器设置在所述基片的边缘外侧，且其检测位置对应在所述基片边缘上；在所述距离传感器的检测路径上或其延长线上设置有基准位置，所述基准位置与所述距离传感器相距预设距离；所述距离传感器用于检测其与当前位于其检测位置的所述基片边缘之间的第一距离且将所述第一距离发送至所述控制器；所述控制器用于接收所述第一距离，并根据公式:第二距离=预设距离-第一距离，计算所述第二距离，所述第二距离定义为当前检测的所述基片边缘所在的位置与所述基准位置之间的距离。
[0008]优选地，所述距离传感器位于所述基片所在平面上。
[0009]其中，所述基片校准装置还包括旋转驱动器，所述旋转驱动器用于承载所述基片以及驱动位于其上的所述基片旋转。
[0010]其中，所述旋转驱动器的旋转轴对应在基片所在平面上的位置位于所述距离传感器的检测路径的延长线上；预设所述基准位置为所述旋转驱动器的旋转轴对应在基片所在平面上的位置。
[0011]其中，所述距离传感器还用于在所述旋转驱动器驱动基片旋转的过程中实时获得所述第一距离，并将所述第一距离发送至所述控制器；所述控制器用于根据来自所述距离传感器的第一距离，计算不同边缘位置处对应的所述第二距离和所述基片的中心位置，并根据所述基片的中心位置调整所述传输装置的对所述旋转驱动器取片的取片位置，以实现所述传输装置在调整后的取片位置进行取片后与基片相对位置准确。
[0012]其中，所述传输装置对所述旋转驱动器进行取放片的初始位置位于所述距离传感器的检测路径的延长线上；预设所述基准位置为所述传输装置对所述旋转驱动器进行取放片的初始位置。
[0013]其中，所述边缘检测机构还包括支架，所述支架用于支撑所述距离传感器。
[0014]其中，所述支架的水平长度可调，用以调节所述预设距离的大小。
[0015]其中，所述距离传感器为激光距离传感器或红外距离传感器。
[0016]作为另外一个技术方案，本发明还提供一种半导体加工设备，其包括基片校准装置和传输装置，所述传输装置用于传输基片，所述基片校准装置用于校准所述基片和所述传输装置之间的相对位置，所述基片校准装置采用本发明上述技术方案提供的基片校准装置。
[0017]本发明具有以下有益效果:
[0018]本发明提供的基片校准装置，其距离传感器设置在基片的边缘外侧，且其检测位置对应在基片边缘上，并且，在距离传感器的检测路径上或检测路径的延长线上设置有基准位置，基准位置与距离传感器相距预设距离；距离传感器用于检测其与当前位于其检测位置的基片边缘之间的第一距离且将该第一距离发送至控制器，控制器用于接收该第一距离，并计算当前检测的基片边缘所在的边缘位置与基准位置之间的第二距离等于距离减去第一距离。由上可知，本发明提供的基片校准装置仅需要进行简单的减法运算即可获得基片的边缘位置与基准位置之间的第二距离，这与现有技术中需要根据CCD图像传感器上的图像进行“边缘搜索算法”相比，其不仅技术难度较低，从而可以降低技术开发成本；而且还对安装精度和制造精度的要求较低，从而可以易于生产。
[0019]本发明提供的半导体加工设备，其采用本发明另一技术方案提供的基片校准装置，其不仅技术难度较低，从而可以降低技术开发成本；而且还对安装精度和制造精度的要求较低，从而可以易于生产。
【附图说明】
[0020]图1为应用现有的基片校准装置的结构示意图；
[0021]图2为图1中基片校准装置的边缘检测机构的结构示意图；
[0022]图3为应用本发明实施例提供的基片校准装置的结构示意图；
[0023]图4为图3所示的基片校准装置的俯视图；
[0024]图5a为基片旋转一周各个边缘位置与基准位置之间的第二距离的示意图；以及
[0025]图5b为图5a所示的第二距离和基片旋转角度对应的坐标图。
【具体实施方式】
[0026]为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的基片校准装置及半导体加工设备进行详细描述。
[0027]本发明提供的基片校准装置是针对基片在水平面上的位置校准，并不涉及在竖直方向上的位置校准，因此，本发明的描述中的“基片中心位置”、“取片位置”、“取放片位置”以及“对取放片位置的调整”均为涉及在水平面或基片所在平面的位置或位置的调整。此夕卜，需要理解的是，本发明中的“水平”、“竖直”等的位置关系为基于说明书附图所示的方位，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0028]图3为应用本发明实施例提供的基片校准装置的结构示意图；图4为图3所示的基片校准装置的俯视图。请一并参阅图3和图4，本发明实施例提供的基片校准装置，用于校准传输装置与位于其上的基片之间的相对位置，以确保基片和传输装置相对位置准确，从而保证传输装置将基片传输至预设位置时基片位置精准。该基片校准装置包括边缘检测机构20和旋转驱动器21。其中，旋转驱动器21用于承载基片S以及驱动位于其上的基片S旋转。边缘检测机构20包括距离传感器201和控制器(图中未示出)，距离传感器201设置在基片S的边缘外侧，且其检测位置对应在基片S边缘上，检测位置为距离传感器201的检测路径L与基片S边缘的交点位置；在距离传感器201的检测路径L上或检测路径L的延长线上设置有基准位置0，该基准位置O与距离传感器201相距预设距离X。具体地，在本实施例中，如图3所示，距离传感器201位于基片所在的平面上，旋转驱动器21的旋转轴对应在基片所在平面上的位置位于距离传感器201的检测路径L的延长线上，基准位置O设置为旋转驱动器21的旋转轴对应在基片所在平面上的位置。
[0029]并且，距离传感器201用于检测其与当前位于其检测位置的基片边缘之间的第一距离Xl且将该第一距离Xl发送至控制器，控制器用于接收该第一距离XI，并根据公式:第二距离X2 =预设距离X-第一距离XI，计算第二距离X2，第二距离X2定义为当前检测的基片边缘所在的位置与基准位置O之间的距离。由上可知，距离传感器201可以获得基片的边缘位置与基准位置O之间的距离。其中，