一种光刻设备晶圆传控方法及光刻设备

技术领域

本发明涉及系统控制技术领域，尤其涉及一种光刻设备晶圆传控方法及光刻设备。

背景技术

在半导体集成电路制造工艺中，产能是对光刻设备性能评价的核心标准之一，光刻设备中晶圆的传控是影响产能的一个重要因素，晶圆的传控是指晶圆于光刻设备内进行不同工作位之间的传输与控制，因此如何缩短晶圆的传控时间，进而加快晶圆的流转速度是能够实现产能提高的必要条件之一。

现有技术中晶圆的传控过程包括：首先机械臂将晶圆从片盒中取出并置于预对准位，接着再将预对准后的晶圆置于工作台上进行曝光，最后将曝光后的晶圆置于片盒中，由此完成晶圆于光刻设备内的整个传控过程。而在整个传控过程中，晶圆按照既定的传控顺序于光刻设备内的不同工作位上接次传输，也即，晶圆于工作位上的传控顺序是固定的，而若传控过程中的某个工作位出现故障或者晶圆自身出现问题等原因需将晶圆召回等操作(即，需将晶圆置于片盒中)，则需要由工作人员手动输入指令以停止晶圆的传输并取回晶圆，从而存在操作不便的问题。同时，在晶圆的召回过程中，晶圆按照既定的传控顺序进行传输，若晶圆按照传控顺序的下一个工作位存放有其余晶圆，则需要等到其余晶圆传输后，才能将该晶圆传输至下一个工作位，从而存在不必要的等待时间。举例而言，若需要将位于工作台上的晶圆进行召回，按照既定的传控顺序则需要机械臂将工作台上存放的晶圆传输至片盒内，若此时机械臂上存放有其余晶圆，则需等待机械臂将其所存放的晶圆传输完毕后，才能由机械臂将工作台上存放的晶圆传输至片盒内，从而存在不必要的等待时间，并基于此导致晶圆的传控时间增长，进而影响光刻设备的产能。

有鉴于此，有必要对现有技术中的光刻设备传控方法予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中由于工作人员手动输入指令以执行相应操作(例如，晶圆召回等操作)所存在的操作不便的问题，同时，还解决由于按照既定的传控顺序取回晶圆而下一个工作位存放有其余晶圆所存在的不必要等待时间，并由此造成的传控时间较长的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种光刻设备晶圆传控方法，包括：

获取光刻设备内的不同工作位，确定工作位之间的传输关系，并设定工作位的作业动作分别对应的手势动作；

当晶圆置于光刻设备时，检测用户与光刻设备之间的接触，若所述接触与手势动作相对应，确定相对应的手势动作对应的作业动作；

根据所述传输关系确定执行对应的作业动作的至少两条传输路径，根据预先设定的传输策略从所述传输路径中选择出最优传输路径并执行。

作为本发明的进一步改进，所述光刻设备内的不同工作位包括：片盒、机械臂、预对准位以及工作台；

所述片盒用于放置晶圆，所述机械臂用于晶圆于片盒、预对准位以及工作台之间的传输，所述预对准位用于对晶圆进行预对准，所述工作台用于对晶圆进行曝光。

作为本发明的进一步改进，所述工作位的作业动作包括上片动作与下片动作，所述手势动作包括上片手势与下片手势；

其中，所述手势动作由语音控制或者机械学习予以实现。

作为本发明的进一步改进，不同工作位分别对应的手势动作一致或者不一致。

作为本发明的进一步改进，所述传输关系包括：光刻设备内的工作位与相邻的工作位之间的相互传输。

作为本发明的进一步改进，所述预先设定的传输策略根据光刻设备内的不同工作位对应的作业时间与作业状态予以确定，并根据所述作业时间与作业状态计算传输路径对应的耗时，将耗时最短的传输路径选择为最优传输路径。

作为本发明的进一步改进，所述机械臂包括：第一机械臂与第二机械臂；

所述第一机械臂用于晶圆于片盒与预对准位之间以及片盒与工作台之间的传输，所述第二机械臂用于晶圆于预对准位与工作台之间的传输。

作为本发明的进一步改进，当晶圆置于第二机械臂时，若用户与光刻设备之间的接触相对应的手势动作为第一机械臂的下片动作，确定执行第一机械臂的下片动作的至少两条传输路径，根据传输策略将传输路径中耗时最短的传输路径选择为最优传输路径，并基于所述最优传输路径执行第一机械臂的下片动作。

作为本发明的进一步改进，所述片盒包括：第一片盒与第二片盒；

所述第一片盒用于放置未预对准和/或未曝光的晶圆，所述第二片盒用于放置预对准后且曝光后的晶圆。

基于相同发明思想，本发明还揭示了一种光刻设备，

使用如上述任一项所述的光刻设备晶圆传控方法对晶圆进行传控。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

获取光刻设备内的不同工作位，确定工作位之间的传输关系，并设定工作位的作业动作分别对应的手势动作，以在后续基于手势动作执行对应的作业动作，从而简化用户对光刻设备的指令输入，以解决现有技术中用户(例如，工作人员)手动输入指令以执行相应操作(例如，晶圆召回等操作)所存在的操作不便的问题；当晶圆置于光刻设备时，检测用户与光刻设备之间的接触，若接触与手势动作相对应，确定相对应的手势动作对应的作业动作，根据传输关系确定执行对应的作业动作的至少两条传输路径，根据预先设定的传输策略从传输路径中选择出最优传输路径并执行，以将耗时最短的传输路径选择为最优传输路径，从而缩短晶圆的传控时间，进而解决现有技术中由于按照既定的传控顺序取回晶圆而下一个工作位存放有其余晶圆所存在的不必要等待时间，并由此造成的传控时间较长的问题。

附图说明

图1为本发明所示出的一种光刻设备晶圆传控方法的步骤示意图；

图2为光刻设备的俯视图；

图3为一个实施例中两条传输路径的示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

参图1至图3所示，本发明示出了一种光刻设备晶圆传控方法(以下简称“方法”)的一种具体实施方式，该方法应用于光刻设备(即，光刻机)内对晶圆进行传控，并具体而言，获取光刻设备内的不同工作位，确定工作位之间的传输关系，并设定工作位的作业动作分别对应的手势动作，以在后续基于手势动作执行对应的作业动作，从而简化用户对光刻设备的指令输入，以解决现有技术中用户(例如，工作人员)手动输入指令以执行相应操作(例如，晶圆召回等操作)所存在的操作不便的问题；当晶圆置于光刻设备时，检测用户与光刻设备之间的接触，若接触与手势动作相对应，确定相对应的手势动作对应的作业动作，根据传输关系确定执行对应的作业动作的至少两条传输路径，根据预先设定的传输策略从传输路径中选择出最优传输路径并执行，以将耗时最短的传输路径选择为最优传输路径，从而缩短晶圆的传控时间，进而解决现有技术中由于按照既定的传控顺序取回晶圆而下一个工作位存放有其余晶圆所存在的不必要等待时间，并由此造成的传控时间较长的问题。

参图1所示，一种光刻设备晶圆传控方法包括以下步骤S1至步骤S3。

步骤S1、获取光刻设备内的不同工作位，确定工作位之间的传输关系，并设定工作位的作业动作分别对应的手势动作。

示例性地，参图2所示，光刻设备100包括：片盒10、机械臂(即，包含第一机械臂20与第二机械臂40)、预对准位30以及工作台50；其中，片盒10用于存放晶圆(即，包含未预对准和/或未曝光的晶圆，以及预对准后且曝光后的晶圆)，机械臂用于晶圆于片盒10、预对准位30以及工作台50之间的传输，预对准位30用于对晶圆进行预对准，工作台50用于对晶圆进行曝光。

机械臂包括：第一机械臂20与第二机械臂40，第一机械臂20用于晶圆于片盒10与预对准位30之间以及片盒50与工作台50之间的传输，第二机械臂40用于晶圆于预对准位30与工作台50之间的传输。片盒10包括：第一片盒101与第二片盒102，第一片盒101用于放置未预对准和/或未曝光的晶圆，第二片盒102用于放置预对准后且曝光后的晶圆。工作台50包括上片位501、本体502以及下片位503，上片位501用于放置预对准后的硅片，本体502用于对预对准后的晶圆进行曝光，下片位503用于放置曝光后的晶圆。

第一片盒101与第二片盒102呈对称设置于第一机械臂20的一侧，工作台50设置于第一机械臂20相对于片盒10一侧的另一侧，以图2所示出的视角下，第一机械臂20的下方依次设置预对准位30与第二机械臂40，工作台50的上片为501与下片位503分别设置于靠近第二机械臂40的一侧与靠近第一机械臂20的一侧。第一机械臂20从片盒10中取出硅片并置于预对准位30，待预对准结束后，第二机械臂40将预对准后的硅片置于工作台50进行曝光，待曝光结束后，第一机械臂20将曝光后的硅片置于片盒10中。

需要说明的是，图2中所示出的光刻设备100以片盒10包括第一片盒101与第二片盒102为例予以示范性说明。在一个实施例中，可配置更少个片盒，并例如仅配置一个片盒，通过一个片盒同时放置未预对准和/或未曝光的晶圆与预对准后且曝光后的晶圆。在实际应用中，为了便于对晶圆的区分，可设定片盒自上而下预设数量的位置用于放置未预对准和/或未曝光的晶圆，自下而上预设数量的位置用于放置预对准后且曝光后的晶圆；或者，自下而上预设数量的位置用于放置未预对准和/或未曝光的晶圆，自上而下预设数量的位置用于放置预对准后且曝光后的晶圆；又或者，在机械臂夹取晶圆时，对晶圆进行检测以判断晶圆为未预对准和/或未曝光的晶圆还是预对准后且曝光后的晶圆，可根据具体情况作适应性调整，本实施例对此不作具体限定。在另一个实施例中，可配置更多个片盒，将独立的片盒分别用于存放未预对准和/或未曝光的晶圆与预对准后且曝光后的晶圆，以保证晶圆的独立存放，同时，还可根据晶圆的尺寸分别存放，不同晶圆互不干扰，进而有效防止机械臂夹取时出现错误的情况。

同理，前述以机械臂包括第一机械臂20与第二机械臂40为例予以示范性说明，在一个实施例中，可配置更少个机械臂，并例如仅配置一个机械臂，通过一个机械臂实现晶圆于片盒10、预对准位30以及工作台50之间的传输。在另一个实施例中，可配置更多个机械臂，并例如配置三个机械臂，通过三个机械臂分别实现晶圆于片盒10与预对准位30之间的传输、晶圆于片盒10与工作台50之间的传输以及预对准位30与工作台50之间的传输，三个机械臂互不干扰。在实际应用中，一个机械臂需要实现晶圆于三个工作位之间的传输，存在效率较低的问题，而三个机械臂分别实现晶圆于三个工作位之间的传输，存在配件过量的问题，因此在本申请中，侧重于效率与节能两者兼顾的考量，优选为配置图2所示出的两个机械臂(即，第一机械臂20与第二机械臂40)，但不能因此而限制本申请的保护范围。同时，在下述说明中，若无具体限定，机械臂均是指第一机械臂20与第二机械臂40的统称，同样片盒10是指第一片盒10与第二片盒20的统称，并以第一片盒101用于放置未预对准和/或未曝光的晶圆，第二片盒102用于放置预对准后且曝光后的晶圆，第一机械臂20用于晶圆于片盒10与预对准位30之间以及片盒50与工作台50之间的传输，第二机械臂40用于晶圆于预对准位30与工作台50之间的传输为例进行说明。

具体地，光刻设备100内的不同工作位包括：片盒10(即，包含第一片盒101与第二片盒102)、机械臂(即，包含第一机械臂20与第二机械臂40)、预对准位30以及工作台50(即，包含上片位501、本体502以及下片位503)。晶圆在光刻设备100中需要先进行预对准，再进行曝光，由此可知，未曝光的晶圆必然未进行预对准，曝光后的晶圆必然是预对准后且曝光后的晶圆。在一个实施例中，晶圆在光刻设备100中的整个光刻过程包括：第一片盒101中放置有未预对准且未曝光的晶圆，第一机械臂20从第一片盒101取出该未预对准且未曝光的晶圆，并将该晶圆置于预对准位30以进行预对准，待预对准结束后，第二机械臂40从预对准位30中取出预对准后的晶圆，并将预对准后的晶圆置于上片位501，将置于上片位501的晶圆置于本体502以进行曝光，待曝光结束后，将曝光后的晶圆置于下片位503，第一机械臂20从下片位503中取出预对准后且曝光后的晶圆置于第二片盒102。按照光刻流程对工作位进行逻辑上的排序，即为，第一片盒101、第一机械臂20、预对准位30、第二机械臂40、上片位501、本体502、下片位503、第一机械臂20以及第二片盒102，由此确定不同工作位之间的传输关系。传输关系包括光刻设备100内的工作位与相邻的工作位之间的相互传输，以前述预对准位30为例，其(即，预对准位30)相邻的工作位为第一机械臂20与第二机械臂40，也即，预对准位30的传输关系包括预对准位30与第一机械臂20的相互传输以及预对准位30与第二机械臂40的相互传输，依次类推。

同时，设定工作位的作业动作分别对应的手势动作，工作位的作业动作包括：上片动作与下片动作，分别对应的手势动作包括：上片手势与下片手势；其中，手势动作由语音控制或者机械学习予以实现。例如，以语音控制为例，在一个实施例中，将预对准位30的上片动作对应的语音设定为“上片”，将预对准位30的下片动作对应的语音设定为“下片”，当用户语音输入“上片”时，预对准位30执行上片动作，当用户语音输入“下片”时，预对准位30执行下片动作，从而简化用户对光刻设备的指令输入，以解决现有技术中用户(例如，工作人员)手动输入指令以执行相应操作(例如，晶圆召回等操作)所存在的操作不便的问题。

需要说明的是，在本申请中，对于手势动作的设定，可将不同工作位分别对应的手势动作设定为一致，也可将不同工作位分别对应的手势动作设定为不一致。在一个实施例中，将不同工作位分别对应的手势动作设定为一致，并在下述以不同工作位的上片动作均设定为“上片”为例。当用户语音输入“上片”时，光刻设备100检测其内部晶圆所处的工作位，并根据光刻过程将晶圆传输至晶圆所处工作位的下一个工作位。若晶圆所处的工作位预对准位30，则在光刻设备100接收到用户语音控制的“上片”时，将预对准位30所存放的晶圆传输至第二机械臂40，以完成上片动作。

在另一个实施例中，将不同工作位分别对应的手势动作设定为不一致，可通过不同的手势动作对光刻设备100进行指令输入，同时还可实现一次性跨越多个工作位，并在下述以预对准位30的上片动作对应的语音设定为“上片”为例。当用户语音输入“上片”时，光刻设备100检测其内部晶圆所处的工作位，并根据光刻过程将晶圆自其所处的工作位依次传输至手势动作对应的工作位。若光刻设备100内部的晶圆所处的工作位为第一片盒101，则根据光刻过程将晶圆自第一片盒101传输至预对准位30，也即，首先将晶圆传输至第一机械臂20，再将第一机械臂20传输至预对准位，从而实现一次性跨越多个工作位，以简化用户对光刻设备的指令输入。

步骤S2、当晶圆置于光刻设备时，检测用户与光刻设备之间的接触，若接触与手势动作相对应，确定相对应的手势动作对应的作业动作。

具体地，当晶圆置于光刻设备100时，实时监测用户与光刻设备100之间的接触，所谓“接触”，包括前述语音控制(即可理解为语音接触)与机械学习(即可理解为机械接触)。若该接触与前述设定的手势动作相对应，则确定相对应的手势动作对应的作业动作。以前火速预对准位30的上片动作对应的语音设定为“上片”为例，若接触与“上片”相对应，则确定相对应的手势动作为预对准位30的上片动作，并在后续执行预对准位30的上片动作。

步骤S3、根据传输关系确定执行对应的作业动作的至少两条传输路径，根据预先设定的传输策略从传输路径中选择出最优传输路径并执行。

具体地，前述步骤S1中按照光刻流程对工作位进行逻辑上的排序，也即，第一片盒101、第一机械臂20、预对准位30、第二机械臂40、上片位501、本体502、下片位503、第一机械臂20以及第二片盒102。确定相对应的手势动作对应的作业动作，并根据传输关系确定执行对应的作业动作的至少两条传输路径(即，将晶圆从当前所处的工作位传输至作业动作对应的工作位的传输路径)，并根据预先设定的传输策略从多条传输路径中选择出最优传输路径并执行。在一个实施例中，预先设定的传输策略根据光刻设备100的不同工作位对应的作业时间与作业状态予以确定，并根据作业实现与作业状态计算传输路径对应的耗时，将耗时最短的传输路径选择为最优传输路径；其中，作业状态是指当前工作位是否存放有晶圆，若是，则作业状态即为忙，若否，则作业状态即为闲；作业时间是指当前工作位作业对应的时间，机械臂用于晶圆于片盒10、预对准位30以及工作台50之间的传输，其(即，机械臂)作业时间即为传输所需的时间；预对准位30用于对晶圆进行预对准，其(即，预对准位30)作业时间即为预对准所需的时间；工作台50用于对晶圆进行曝光，其(即，工作台50)作业时间即为曝光所需的时间。举例而言，当晶圆置于第二机械臂40时，若用户与光刻设备之间的接触相对应的手势动作为第一机械臂20的下片动作，确定执行第一机械臂20的下片动作的至少两条传输路径，根据传输策略将传输路径中耗时最短的传输路径选择为最优传输路径，并基于最优传输路径执行第一机械臂20的下片动作。

参图2与图3所示，若步骤S2中相对应的手势动作对应的作业动作为第一机械臂20的下片动作，且此时光刻设备100内部的晶圆所处的工作位为第二机械臂40，则由前述排序可知，将晶圆从第二机械臂40传输至第一机械臂20的至少两条传输路径，即，传输路径1晶圆自第二机械臂40、预对准位30以及第一机械臂20依次传输，与传输路径2晶圆自第二机械臂40、工作台50以及第一机械臂20依次传输。分别确定第一机械臂20、预对准位30、第二机械臂40以及工作台50的作业时间与作业状态。若将晶圆从第二机械臂40传输至工作台50对应的传输时间为t1(也即，第二机械臂40于第二机械臂40与工作台50之间的作业时间)，工作台50的作业时间为t2，将晶圆从工作台50传输至第一机械臂20对应的传输之间为t3(也即，第一机械臂20于第一机械臂20与工作台50之间的作业时间)，将晶圆从第二机械臂40传输至预对准位30对应的传输时间为t4(也即，第二机械臂40于第二机械臂40与预对准位30之间的作业时间)，将晶圆从预对准位30传输至第一机械臂20对应的传输时间为t5(也即，第一机械臂20于第一机械臂20与预对准位30之间的作业时间)。若工作台50上存放有其余晶圆，预对准位40上未存放有晶圆，则传输路径1的耗时即为t1+t2+t3，传输路径2的耗时即为t4+t5，而t1+t2+t3＞t4+t5，也即传输路径1的耗时大于传输路径2的耗时，进而将耗时最短的传输路径(即，传输路径2)确定为最优传输路径，并基于传输路径2执行第一机械臂20的下片动作。通过基于不同传输路径的耗时以选择出最优传输路径，从而缩短晶圆的传控时间，解决由于按照既定的传控顺序取回晶圆而下一个工作位存放有其余晶圆所存在的不必要等待时间，并由此造成的传控时间较长的问题，实现了晶圆耗时最短的传控，并进一步保证光刻设备100的产能。

结合图2所示，基于相同发明思想，本实施例还揭示了一种光刻设备100，使用如上述所揭示的一种光刻设备晶圆传控方法对晶圆进行传控，具体可参前所示，在此不再赘述。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。