一种检测透明硅片的方法、装置及存储介质与流程

1.本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种检测透明硅片的方法、装置及存储介质。


背景技术：

2.在集成电路的生产过程中，保持产品的高良率较为重要，因此必须要实时监控各类产品的健康状态。
3.同时由于市场需求和产品工艺的快速发展，出现了不同特性的硅片产品，如透明硅片。相比与传统的不透明的硅片，透明硅片的反光性极差，使得产品无法通过传统的检测方式来进行检测，如反射、对射的方式，因此传统的检测方式无法满足现有的透明硅片的检测需求。
4.现有技术如公告号为cn216246094u的实用新型专利公开了一种透明晶圆定位检测装置，并具体公开了“检测透明或半透明的晶圆时，由于晶圆自身的透光性，使得晶圆遮挡光信号的效果不佳，接收器极易持续接收到反射后的光信号，系统据此判定当前工位检测不到晶圆的存在而报警。”5.因此，现在亟需一种新的检测技术来解决透明硅片检测存在的问题。


技术实现要素：

6.为了实现上述技术目的，本发明提供了一种检测透明硅片的方法、装置及存储介质，该方法利用光的线性衰减来实现对透明硅片的检测与计数。
7.一种检测透明硅片的方法，包括在承载透明硅片的硅片承载盒的两侧分别设置信号发射器和信号接收器；信号发射系统向信号接收器发射光信号，光信号穿过硅片承载装置后被信号接收器接收，根据信号接收器接收的光信号的强度确定硅片承载盒中透明硅片的数量。
8.进一步地，根据信号发射器发射的光信号强度、信号接收器接收的光信号的强度、硅片承载盒中相邻硅片卡槽间距及对应的透明硅片的数量，建立透明硅片计数的测试模型，以根据信号接收器接收的光信号的不同强度判断透明硅片的数量；对测试模型进行多次循环测试，验证并调整所述测试模型，获得透明硅片计数的检测模型；通过检测模型对实际产品进行检测，直接获取硅片承载盒中透明硅片的数量。
9.进一步地，该方法还包括对信号发射器发射到透明硅片的光信号进行信号放大处理。
10.进一步地，光信号包括红外光信号。
11.本发明还提供了一种检测透明硅片的装置，包括：
12.硅片承载盒，用于承载透明硅片；
13.信号发射器：设置在所述硅片承载盒的一侧，用于发射光信号；
14.信号接收器：设置在所述硅片承载盒的另一侧，用于接收穿过透明硅片的光信号；
15.控制器：电性连接信号发射器和所述信号接收器，用于控制信号发射器发射光信号并根据所述信号接收器接收到的光信号计算硅片承载盒中的透明硅片的数量。
16.进一步地，控制器内还存储有用于透明硅片计数的检测模型，控制器通过将获得的光信号参数输入所述检测模型，直接获取硅片承载盒中透明硅片的数量。
17.进一步地，硅片承载盒的两侧设置有u型调节板，u型调节板的一侧设置信号发射器调节板，用于固定信号发射器；u型调节板的另一侧设置信号接收器调节板，用于固定信号接收器；u型调节板中间设置调节固定板，用于连接所述发射器调节板和所述接收器调节板。
18.进一步地，信号发射器和信号接收器上分别设置有纵向调节孔，用于调节信号发射器和信号接收器在u型调节板上的纵向位置。
19.进一步地，发射器调节板和接收器调节板上分别设置有横向调节孔，用于调节信号发射器和信号接收器在u型调节板上的横向位置。
20.一种存储介质，存储介质上存储有程序指令，程序指令按照以下步骤执行：
21.步骤1、待硅片承载盒到位以后，信号发射器向信号接收器发射光信号；
22.步骤2、所述光信号穿过硅片承载盒内的透明硅片后被信号接收器接收；
23.步骤3、信号接收器接收到来自信号发射器的光信号后向控制器发送反馈信号；
24.步骤4、控制器接收到反馈信号后根据信号接收器接收到的光信号强度转换计算硅片承载盒内承载的透明硅片的数量并输出计算结果。
25.相比与现有技术，本发明的有益效果在于：
26.1、本发明中检测透明硅片时不会与透明硅片发生任何接触，避免透明硅片因检测导致二次污染。
27.2、采用红外光源，增设信号放大装置，保证了红外光信号的传输稳定性及穿透性。
28.3、本发明通过借助光的线性衰减原理转化计算得到透明硅片的数量，解决了透明硅片反光性差不能采用传统的对射、反射的检测方式的问题，同时本发明的方法还可以用于其他透光、反光性差的产品的检测。
附图说明
29.图1是本发明中检测透明硅片的原理图。
30.图2是本发明中的红外光信号放大原理图。
31.图3是本发明中的透明硅片检测装置结构示意图。
32.图4是本发明中的u型调节板结构示意图。
33.图5是本发明中的安装板结构示意图。
34.图6是本发明中三片透明硅片检测模拟示意图。
35.图7是本发明中程序指令执行步骤流程图。
36.图中，1、硅片承载盒；2、信号发射器；3、信号接收器；4、控制器；5、信号放大器；6、信号控制线；7、信号反馈线；8、信号输出线；9、u型调节板；10、信号发射器调节板；11、信号接收器调节板；12、调节固定板；13、横向调节孔；14、纵向调节孔；15、安装板；16、发射器本体；17、安装板；18信号接收器本体；19、安装位；20、透明硅片。
具体实施方式
37.下面结合具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步描述：
38.实施例1
39.由于透明硅片的反光性差，具体透光性，传统的检测方式不再适用，基于此，本实施例提供了一种检测透明硅片的方法，包括在承载透明硅片的硅片承载盒的两侧分别设置信号发射器和信号接收器；信号发射系统向信号接收器发射光信号，光信号穿过硅片承载装置后被信号接收器接收，根据信号接收器接收的光信号的强度确定硅片承载盒中透明硅片的数量。
40.红外光信号具有抗干扰性好、检测精度高的优点，更适用于透明硅片等反光性较差的场合。同时，红外光信号的红外光波长大于760nm，而人眼可见波长范围为312nm-1050nm，因此采用红外光信号还可以便于人眼观察，便于进行校准操作；同时其波长越长，衰减越快，本实施例中选取的红外光信号的波长为870nm。
41.考虑到如果硅片数量多时红外光信号的穿透效果，在红外光信号穿过透明硅片前对红外光信号进行信号放大处理。高强度的红外光穿过透明硅片，经过空气和透明硅片两种介质的弱化后，光的强度发生衰减，衰减后的红外光被信号接收系统捕获，测量到红外光经衰减后的实际强度值，最后将测得的光的强度值反馈给控制系统。
42.红外光信号的强度的线性衰减公式为：
43.i＝(i0)e
(-μd)
44.其中，i为红外光信号穿过透明硅片后的光强度值，i0为红外光信号穿过透明硅片前的光强度值，e为自然对数的底数，μ为光子的线性衰减系数，d为介质厚度。
45.根据信号发射器发射的光信号强度、信号接收器接收的光信号的强度、硅片承载盒中相邻硅片卡槽间距及对应的透明硅片的数量，建立透明硅片计数的测试模型，根据信号接收器接收的光信号的不同强度判断透明硅片的数量；对测试模型进行多次循环测试，验证并调整所述测试模型，获得透明硅片计数的检测模型；通过所述检测模型对实际产品进行检测，直接获取硅片承载盒中透明硅片的数量。
46.硅片承载盒内硅片的间距是固定的，所容纳的硅片数量上限也是确定的，假设硅片承载盒内容纳硅片的最大数量为n，硅片承载盒内实际的透明硅片数量为n，硅片数量变化引起的变化是对应透明硅片厚度的线性衰减系数是红外光信号在空气中的衰减系数μ1还是红外光信号在透明硅片中的线性衰减系数μ2，单片透明硅片的厚度为d3，透明硅片之间的距离为d2，信号发射器距离第一片透明硅片放置位置的距离为d1，信号接收器距离最后一片透明硅片放置位置的距离为d1，由此可以得到：
47.i＝(i0)e-(2μ1d1+(n-n)μ1d3+nμ2d3+(n-1)μ1d2)
48.根据i数值的大小可以反向计算出n的数量，即得到透明硅片的数量。通过循环测试进行验证，验证信号光穿透透明硅片的数量和信号接收器接收到的光信号强度之间的关系。
49.以检测3片透明硅片为例(n＝3)，如图6所示：
50.红外光信号在空气中的线性衰减系数为μ1，在透明硅片中的线性衰减系数为μ2，信号发射器距离第一片透明硅片放置位置的距离为d1，透明硅片之间的间距为d2，透明硅片的厚度为d3，信号接收器距离最后一片透明硅片放置位置的距离为d1；如图3所示，三片
透明硅片分为为硅片a、硅片b、硅片c，根据三片硅片的放置情况，结合公式，根据信号接收器接收的红外光信号的强度，计算晶圆的数量，具体的，针对三片硅片的放置情况，接收的红外光信号的强度如下：
51.情况一：a-b-ci1＝(i0)e-(2μ1d1+3μ2d3+2μ1d2)
；
52.情况二：b-c i2＝(i0)e-(2μ1d1+μ1d3+2μ2d3+2μ1d2)
；
53.情况三：a-ci3＝(i0)e-(2μ1d1+μ1d3+2μ2d3+2μ1d2)
；
54.情况四：b-c i4＝(i0)e-(2μ1d1+μ1d3+2μ2d3+2μ1d2)
；
55.情况五：a i5＝(i0)e-(2μ1d1+2μ1d3+μ2d3+2μ1d2)
；
56.情况六：bi6＝(i0)e-(2μ1d1+2μ1d3+μ2d3+2μ1d2)
；
57.情况七：ci7＝(i0)e-(2μ1d1+2μ1d3+μ2d3+2μ1d2)
；
58.情况八：无硅片i8＝(i0)e-(2μ1d1+3μ1d3+2μ1d2)
。
59.其中i2＝i3＝i4，i5＝i6＝i7，也即，存在四种结果：满载三片(n＝3)、缺一片(n＝2)、缺两片(n＝1)、无硅片(n＝0)，分别对应四个i值，通过对应的i值便可以确定对应的透明硅片的数量。
60.实施例2
61.本实施例还提供了一种检测透明硅片的装置，如图1所示，包括：
62.硅片承载盒1，用于承载透明硅片；
63.信号发射器2：设置在硅片承载盒的一侧，用于发射光信号；
64.信号接收器3：设置在硅片承载盒的另一侧，用于接收穿过透明硅片的光信号；
65.控制器4：电性连接信号发射器2和信号接收器3，用于控制信号发射器2发射光信号并根据信号接收器3接收到的光信号计算硅片承载盒中的透明硅片的数量。控制器4内还存储有用于透明硅片计数的检测模型，控制器4通过将获得的光信号参数输入检测模型，直接获取硅片承载盒1中透明硅片的数量。
66.作为优选，信号发射器2的输出端还设有信号放大器5，通过信号放大器5将信号发射器发射的光信号进行信号放大处理后用以透明硅片数量检测，如图2所示。
67.本实施例中，如图3所示，信号发射器和控制器4之间还连接有信号控制线6，信号接收器和控制器4之间还连接有信号反馈线7，控制器4还连接有用以将控制器的计算结果输出的信号输出线8，信号输出线8采用485通讯模块进行数据输出。
68.硅片承载盒1的两侧设置有u型调节板9，u型调节板如图4所示，u型调节板9的一侧设置信号发射器调节板10，用于固定信号发射器；u型调节板的另一侧设置信号接收器调节板11，用于固定信号接收器；u型调节板中间设置调节固定板12，用于连接发射器调节板10和接收器调节板11。硅片承载盒1内透明硅片20之间的间距相同，信号发射器距离硅片承载盒的距离和信号接收器距离硅片承载盒的距离相同。
69.作为优选方案，发射器调节板10和接收器调节板11上分别设置有横向调节孔13，用于调节信号发射器和信号接收器在u型调节板9上的横向位置。
70.作为优选方案，信号发射器和信号接收器上分别设置有纵向调节孔14，用于调节信号发射器和信号接收器在u型调节板9上的纵向位置。
71.如图3和图5所示，本实施例中信号发射器包括安装板15、信号发射器本体16；信号接收器包括安装板17和信号接收器本体18；安装板15和安装板17的结构相同，信号发射器
和信号接收器的纵向调节孔14分别设置在对应的安装板上；纵向调节孔14为竖直设置的长圆孔，横向调节孔13为若干圆形孔，选择不同位置的横向调节孔与纵向调节孔对应来改变安装板的横向位置，调节纵向调节孔相对横向安装孔的高度改变安装板的纵向位置，通过螺栓等连接件穿过相对应的横向调节孔和纵向调节孔将安装板安装在u型调节板上。在安装板15设有用以安装信号发射器本体的安装位19，在安装板17上也设有用以安装信号接收器本体安装的安装位19，安装位可以是孔、槽等，本实施例中采取开设螺纹孔的方式，通过螺纹配合的方式将发射器本体和接收器本体安装在各自的安装位。
72.作为优选，u型调节板9为一体的结构，采用铝合金6061材料，具有加工性能极佳、良好的抗腐蚀性韧性高级加工后不易变形、抗氧化效果极佳等优点。
73.实施例3
74.本实施例提供了一种存储介质，存储介质如计算机、移动终端等，存储介质上存储有程序指令，如图7所示，程序指令按照以下步骤执行：
75.步骤1、待硅片承载盒到位以后，信号发射器向信号接收器发射光信号；
76.步骤2、光信号穿过硅片承载盒内的透明硅片后被信号接收器接收；
77.步骤3、信号接收器接收到来自信号发射器的光信号后向控制器发送反馈信号；
78.步骤4、控制器接收到反馈信号后根据信号接收器接收到的光信号强度转换计算硅片承载盒内承载的透明硅片的数量并输出计算结果。
79.本实施例只是对本发明的进一步解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性的修改，但是只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：
1.一种检测透明硅片的方法，其特征在于，包括在承载透明硅片的硅片承载盒的两侧分别设置信号发射器和信号接收器；所述信号发射系统向信号接收器发射光信号，所述光信号穿过硅片承载装置后被信号接收器接收，根据信号接收器接收的光信号的强度确定硅片承载盒中透明硅片的数量。2.根据权利要求1所述的一种检测透明硅片的方法，其特征在于，根据信号发射器发射的光信号强度、信号接收器接收的光信号的强度、硅片承载盒中相邻硅片卡槽间距及对应的透明硅片的数量，建立透明硅片计数的测试模型，以根据信号接收器接收的光信号的不同强度判断透明硅片的数量；对所述测试模型进行多次循环测试，验证并调整所述测试模型，获得透明硅片计数的检测模型；通过所述检测模型对实际产品进行检测，直接获取硅片承载盒中透明硅片的数量。3.根据权利要求1或2所述的检测透明硅片的方法，其特征在于，还包括对信号发射器发射到透明硅片的光信号进行信号放大处理。4.根据权利要求1或2所述的检测透明硅片的方法，其特征在于，所述光信号包括红外光信号。5.一种检测透明硅片的装置，其特征在于，包括：硅片承载盒，用于承载透明硅片；信号发射器：设置在所述硅片承载盒的一侧，用于发射光信号；信号接收器：设置在所述硅片承载盒的另一侧，用于接收穿过透明硅片的光信号；控制器：电性连接所述信号发射器和所述信号接收器，用于控制所述信号发射器发射光信号并根据所述信号接收器接收到的光信号计算硅片承载盒中的透明硅片的数量。6.根据权利要求5所述的一种检测透明硅片的装置，其特征在于，所述控制器内还存储有用于透明硅片计数的检测模型，所述控制器通过将获得的光信号参数输入所述检测模型，直接获取硅片承载盒中透明硅片的数量。7.根据权利要求5所述的检测透明硅片的装置，其特征在于，所述硅片承载盒的两侧设置有u型调节板，所述u型调节板的一侧设置信号发射器调节板，用于固定信号发射器；所述u型调节板的另一侧设置信号接收器调节板，用于固定信号接收器；所述u型调节板中间设置调节固定板，用于连接所述发射器调节板和所述接收器调节板。8.根据权利要求7所述的检测透明硅片的装置，其特征在于，所述信号发射器和所述信号接收器上分别设置有纵向调节孔，用于调节所述信号发射器和所述信号接收器在u型调节板上的纵向位置。9.根据权利要求7所述的检测透明硅片的装置，其特征在于，所述发射器调节板和所述接收器调节板上分别设置有横向调节孔，用于调节所述信号发射器和所述信号接收器在u型调节板上横向位置。10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有程序指令，所述程序指令按照以下步骤执行：步骤1、待硅片承载盒到位以后，信号发射器向信号接收器发射光信号；步骤2、所述光信号穿过硅片承载盒内的透明硅片后被信号接收器接收；步骤3、信号接收器接收到来自信号发射器的光信号后向控制器发送反馈信号；步骤4、控制器接收到反馈信号后根据信号接收器接收到的光信号强度转换计算硅片
承载盒内承载的透明硅片的数量并输出计算结果。

技术总结
本发明涉及一种检测透明硅片的方法、装置及存储介质，涉及半导体技术领域，在承载透明硅片的硅片承载盒的两侧分别设置信号发射器和信号接收器；信号发射系统向信号接收器发射光信号，光信号穿过硅片承载装置后被信号接收器接收，根据信号接收器接收的光信号的强度确定硅片承载盒中透明硅片的数量。本发明通过借助光的线性衰减原理转化计算得到透明硅片的数量，解决了透明硅片反光性差不能采用传统的对射、反射的检测方式的问题，同时本发明的方法还可以用于其他透光、反光性差的产品的检测。测。测。


技术研发人员：陆磊 陶明生 刘大威 徐帅华
受保护的技术使用者：江苏启微半导体设备有限公司
技术研发日：2022.11.29
技术公布日：2023/7/31