芯片载入设备的芯片对应方法

专利名称：芯片载入设备的芯片对应方法
技术领域：
本发明有关一种芯片载入系统(load port system)的操作方法，特别是关于一种芯片载入设备的芯片对应(wafer mapping)方法。
为适应半导体制造过程的各种特定需求，进行制造的过程所使用的各种机台设备系统都经过特殊的设计。而在每一个制造过程进行时，虽然适应不同的制造过程方法和不同的结果要求，必须将各种制造过程参数控制在各种不同的条件下，然而对于制造过程的稳定度、均匀度、以及精确度的要求则是一致的。因此在每一种不同的制造过程机台的设备系统中，半导体芯片都必须确实地固定在一承载基座之上，然后再置放在特定的制造过程反应室内，才能在预定的制造过程参数的条件控制下，进行实施各种半导体制造过程，而在芯片上获致符合均匀度与精确度要求的预定结果。


图1是表示芯片盒放置在芯片载入设备的示意图。传统上芯片载入设备20都是用来承接芯片盒(Wafer Carrier)22，藉以开启或关闭芯片盒22。传统的芯片载入设备20上设有一个承载台26，用以承接芯片盒22，并且可将芯片盒22移动至芯片载入设备20的固定位置，此承载台(SupportBrace)26有一靠板24。此靠板24的结构示意图可参照图1与图2所示。靠板24上则设有一个可移动的面板42，此外可移动的面板42上有卡栓(Latch Key)54。当芯片盒22靠在靠板24上时，芯片盒22的门会朝向靠板24的方向，而卡栓54则可插入芯片盒门上的两个孔洞。当卡栓54进入孔洞后，卡栓会旋转九十度角，而抓住芯片盒22的门。随后，面板会向后方移动，于是打开芯片盒22。接着，面板42向下方移动至某一位置停止。上述所提到的分解动作是芯片载入设备用来开启芯片盒的步骤，若是逆向进行上述的分解动作，则可关闭原先开启的芯片盒。
因为芯片盒的制造商不只是一家，而且每家制造商所制造的芯片盒多少均会有所差异，于是在使用不同厂牌芯片盒时，必须作校正程序。经过校正程序后，芯片载入设备就会一直纪录上次的测量值，直到再一次作校正程序。也就是，进行下一次校正程序时，芯片载入设备会重新纪录此次校正程序所获得的校正值。另外，值得一提的是除了上述使用不同芯片盒需要进行校正程序之外，芯片载入设备在组装之后，则是另一个进行校正程序的时机。
现有技术是利用所纪录的芯片位置(Wafer Location)与座标位置，再加上测量的不确定量，而发展出特定的斜片问题(Sidelong lssue)及叠片问题(Overlapped lssue)的判断法则。假使没有斜片或叠片等问题产生时，在现有技术中所得到的数据是经由数字处理器的处理就可作为芯片位置的解读。但是现有技术是利用复杂的运算才能判断有无斜片或叠片存在。因此需要一种可以加速判定结果的产生，并且免除现有技术繁琐的法则运算的芯片对应方法。
鉴于上述的发明背景中，传统的对应方法存在诸多缺点。因此，实需有一更理想的芯片对应方法。
本发明的目的是提供一种芯片载入设备的芯片对应(Mapping)方法，适用于一芯片载入设备上用以对应芯片在芯片盒中的位置，该芯片对应方法至少包括产生一位置类型信号；使用至少一光感测系统(Sensorsvstem)，产生两个光感测器类型信号；以及以该位置类型信号与该光感测器类型信号，进行一特征提取过程。
本发明的芯片载入设备的芯片对应方法是这样实现的用以对应多个芯片，该芯片对应方法至少包括产生一位置类型信号，其中该位置类型信号是由驱动该芯片载入设备的一面板上下移动的驱动系统所产生，且该位置类型信号是相对于承载该些芯片的一芯片盒内的多个插槽；使用两个光感测器，产生一光感测器类型信号；以及以该位置类型信号与该光感测器类型信号，进行一特征提取过程，其中该特征提取过程包括使用一特征提取电路，以分别产生一斜片特征信号与一叠片特征信号。
每一个这些插槽均有固定相对的一脉冲信号。
上述的两个光感测器是位于该面板上。
上述的两个光感测器是反射式感测器。
上述的驱动系统是为伺服电机。
该特征提取过程更包括使用一信号转换电路，以分别转换该斜片特征信号与该叠片特征信号为一斜片信号与一叠片信号。
该特征提取过程更包括使用一单芯片处理器，配合程序运算以分别转换该斜片特征信号与该叠片特征信号为一斜片信号与一叠片信号。
该特征提取过程中若该斜片特征信号与该叠片特征信号均出现脉冲时，则该信号转换电路可使得输出的该斜片信号的值为1，且该叠片信号的值为0，藉以显示出一斜片问题。
若该斜片信号的值为0，而该叠片信号的值为1，则表示出现一叠片问题。
该位置类型信号的脉冲出现时，并无相对的光感测器类型信号的脉冲出现，则表示产生一空片问题。
本发明是使用类型化信号(Pattern，based Signal)方法，藉以加速结果判定的产生，可以免除繁琐的法则运算。本发明是利用绝对位置产生位置类型信号，再加上两个光感测器信号以及经由特征提取过程(FeatureExtraction Process)。此特征提取过程是用来产生斜片与叠片的特征信号。之后，通过信号转换过程，成为可供数字数据处理器使用的信号。如此一来，本发明就能够完成芯片对应方法的三个主要功能的要求。
本发明的芯片对应方法的一个优点是使用类型化信号方法，来完成芯片位置检测、斜片问题检测以及叠片问题检测等三大功能。
本发明的另一个优点是藉由本发明的芯片对应方法可以快速的检测出芯片位置，同时检测有无斜片问题与叠片问题。
本发明的再一个优点是使用芯片的对应方法中运用了两个感测器信号和位置感测器信号和可使用电子电路来进行特征提取步骤。
本发明的再一个优点是可使用单芯片微控制器等数字数据处理器配合程序软件，来进行特征提取步骤。
本发明的较佳实施例将在以下的说明文字中辅以下列附图作更详细的阐述图1是传统芯片载入设备的侧视图；图2是传统芯片载入设备的后视图；图3是依据本发明较佳实施例的一种芯片载入设备的立体图；图4是依据本发明较佳实施例的一种芯片载入设备的侧视图；图5是依据本发明较佳实施例的一种芯片载入设备的光感测器的示意图；图6是依据本发明较佳实施例的特征提取电路图；图7是依据本发明较佳实施例的信号转换电路图；图8是依据本发明较佳实施例的正常情况下，也就是没有空片、斜片或叠片问题的信号时序图；图9是依据本发明较佳实施例的有空片情况下的信号时序图；图10是依据本发明较佳实施例的有斜片情况下的信号时序图；以及图11是依据本发明较佳实施例的有叠片情况下的信号时序图。
因为目前芯片盒中可放置的芯片数量不只是一片而已，通常为13片或25片，在芯片盒中的芯片位置是提供给制造过程的机台使用，若是芯片位置对应不对、或芯片产生斜片或是叠片等问题时，都会造成后续芯片制造过程中产生很严重的后果。
芯片对应方法一般是采用绝对位置以及芯片厚度等两个量来完成。其对应方法是设定一机械起始参考点，以纪录芯片盒中各个芯片的绝对座标位置。从芯片的横切面来看，每一片芯片都有两个座标位置，包括芯片上方位置与下方位置。理想上芯片上方位置与下方位置的差值，就相当于芯片的厚度。至于座标位置则是利用位置信号来获得，该位置信号则是由位在面板上下运动的驱动系统所产生，例如步进电机的脉冲控制信号，或是电机上的位置感测器，例如编码器或光学尺等。
进行芯片对应的目的则是要达到三个主要功能，包括监测芯片位置、监测斜片问题以及监测叠片问题。而本发明则是使用类型化信号方法，藉以加速结果判定的产生，可以免除现有技术繁琐的法则运算。本发明是利用绝对位置，产生位置类型信号，再加上两个光感测器信号以及经由特征提取过程(feature extraction process)。此特征提取过程是用来产生斜片与叠片的特征信号。之后，通过信号转换过程，成为可供数字数据处理器使用的信号。如此一来，本发明就能够完成芯片对应方法的三个主要功能的要求。
至于本发明解决问题的方法以及详细的实施例说明则如下所述本发明所使用的光感测器可采用反射式光感测系统可采用反射式激光感测器，激光感测器安排的位置则如图4与图5所示。此反射式激光感测器86所发出的光束会刚好射到芯片120的边缘，因此藉由光束有无反射回光感测器就可产生相对应的电子信号。
请参照图3至图5所示，图3是本发明实施例的芯片载入设备100的立体图，图4是本发明实施例的芯片载入设备100的侧视图，图5则是芯片载入设备的光感测器的示意图，该芯片载入设备100是用来置放芯片盒122，其中芯片盒122的门是朝向靠板142，而且此芯片盒122可用来放置芯片120。此芯片载入设备100的靠板142后有个面板150，且面板150上具有两个光感测器86。此外，这两个光感到器86在面板150向下移动时，便开始芯片对应功能的数据搜集，并且输进数字数据处理器(未显示)，此数字数据处理器例如为中央处理器，此外，驱使面板向下移动的动力装置，则是采用是伺服电机。
本发明所提出的芯片对应校正方法是利用当光感测器的光束打在反射片(未显示)，面板150向下移动时，在反射片下缘处上，光不再反射时为位置参考始点；然后使用编码器(未显示)的索引信号和脉冲信号，记录芯片在芯片盒中的绝对位置座标，例如(Xi，Xp)表示(素引信号脉冲数，脉冲数)。每片芯片均记录两个位置座标，包括芯片上缘值(Xti，Xtp)和芯片下缘值(Xbi，Xbp)。数字数据处理器利用这些座标值，产生对应的位置类型信号。因为一般的芯片盒可放置的芯片数量为13片或25片，因此所产生的位置类型信号在插槽(slot)全部放满芯片的情况下为13个或是25个脉冲信号。
当芯片盒放上芯片载入设备的承载台使用时，承载台会向前靠近，面板上的卡栓132会锁住芯片盒的门。然后，面板向后移动一段距离，在准备下降的同时，也同时启动芯片对应功能。在面板下降至固定位置之后，会产生三个信号类型。然后，根据这三个信号类型，可以完成芯片对应的三个主要功能需求。
这三个主要功能需求的完成方式，分别如下所述关于芯片位置方面首先，在芯片位置方面，没有斜片与叠片问题发生的情况下，根据位置类型信号以及其中一个光感测器的类型信号，可以知道芯片盒中哪一个位置有芯片。图8所示的图形为插槽插满芯片，也即没有空片的情况。图8以三个插槽均有芯片为例子，其中位置类型信号是固定产生的信号，此位置类型信号是由位于面板上下运动的电机所产生，例如步进电机的脉冲控制信号，或是电机上的位置感测器。换句话说，位置类型信号的每一个脉冲信号都是对应到一个插槽，因此图8所示的三个脉冲信号分别对应到三个插槽。因为插槽均有芯片存在，所以光感测器1与光感测器的信号的波形与位置都会相同于位置类型信号的波形与位置。此外，因为是没有斜片或叠片的正常情况下，所以图8中的斜片特征与叠片特征均不会产生脉冲。
图9所示的则是有空片的情形，同样是以三个插槽作例子。由图9可知位置类型信号依然是固定产主三个脉冲，当位置类型信号中的第二个脉冲出现时，就去检查两个光感测器或是其中一个光感测器的感测信号是否有脉冲存在。若有脉冲存在，则表示在此插槽中存在有芯片。反之，若无脉冲存在，则表示在此插槽中没有芯片存在。例如，图9所示的位置类型信号中的第二个脉冲出现时，两个光感测器并未产主相对应的脉冲信号，代表第二个插槽上并没有芯片。将两个光感测器的信号与位置类型信号经由图5的特征提取电路处理之后，并不会产生斜片或叠片的特征信号。其中，图6所示的就是用来完成特征提取的电路图。再经由图7的信号转换电路转换之后，其中，图7所示的为将特征信号转换成电位信号的信号转换电路图，因为产生的斜片信号或叠片信号均为0。因此可以判定第一个与第三个插槽并未产生斜片或叠片现象，只有第二个插槽产生空片现象。藉此，本发明的方法即可用来监测插槽的芯片有无空片问题。
关于斜片问题的监测方面当斜片发生时，可以获得三个信号的时序图，这二个信号分别相对于三个插槽中的芯片，请参照图10。然后通过图6所示的特征提取方式，就可以得到斜片特征信号。图10是第二个插槽的芯片产生斜片问题，由图10可知，位置类型信号依然是固定，但是光感测器1与光感测器2在相对于第二个插槽位置的信号则产生偏移现象。将两个感测器所得的信号与位置类型信号一起经过图6所示的特征提取电路处理后，会同时获得斜片与叠片特征信号。
然而，因为预设的第二个插槽位置的芯片只有斜片现象，而没有叠片现象，因此可以藉由图7的信号转换电路来过滤掉叠片特征信号，使得斜片信号值为1，而叠片信号值为0。藉此，本发明的方法即可用来监测插槽的芯片有无斜片问题。
关于叠片问题的监测方面当叠片发生时，同样可以获得三个信号的时序图，请参照图11。然后通过图6所示的特征提取方式，就可以得到叠片特征信号。图11是第二个插槽的芯片因为放置错误而堆叠在第三个插槽的芯片上。由图11可知，位置类型信号依然是固定，但是光感测器1与光感测器2在相对于第二个与第三个插槽位置的脉冲信号则会重叠在一起。这个重叠信号代表有芯片叠片问题出现，但是理论上在叠片情况下，光感测器所监测到的信号也有可能不是重叠在一起而是离开一小段距离。
将两个光感测器所得的信号与位置类型信号一起经过图6所示的特征提取电路处理后，即可获得叠片特征信号。然后，经过图7所示的信号转换电路，则可以得到叠片信号值为1而斜片信号值为0。
至于，上述的特征提取方式可以利用电子硬件电路，例如图6所示的电路图，然而本发明不限于此本发明的特征提取方式，也可以利用程序软件来达成。随后，藉由信号转换的方式将特征信号转换成单位信号，以供数字数据处理器来使用。
在图10中虽然也产生叠片特征信号，但是很明显地，此叠片特征信号的出现时间顺序落后于斜片特征信号。此外，此叠片特征信号在此情况下是不应该存在的，因为此情况是用来监测斜片的问题，而不是用来监测叠片的问题。因此，藉由本发明图7中的信号转换电路图过滤掉此叠片特征信号，便可以得到真正的斜片信号。
综上所述，本发明的芯片对应方法之一个优点是使用类型化信号方法，来完成芯片位置检测、斜片问题检测以及叠片问题检测等三大功能。本发明的另一个优点是藉由本发明的芯片对应方法可以快速地检测出芯片位置，同时检测有无斜片问题与叠片问题。本发明的再一个优点是使用芯片的对应方法中运用了两个感测器信号和位置感测器信号。本发明的再一个优点是可使用电子电路来进行特征萃取步骤和使用单芯片微控制器等数字数据处理器配合程序软件，来进行特征提取步骤。
权利要求
1.一种芯片载入设备的芯片对应方法，用以对应复数个芯片，其特征在于该芯片对应方法至少包括产生一位置类型信号，其中该位置类型信号是由驱动该芯片载入设备的一面板上下移动的驱动系统所产生，且该位置类型信号是相对于承载这些芯片的一芯片盒内的多个插槽；使用两个光感测器，产生一光感测器类型信号；以及以该位置类型信号与该光感测器类型信号，进行一特征提取过程，其中该特征提取过程包括使用一特征提取电路以分别产生一斜片特征信号与一叠片特征信号。
2.如权利要求1所述的芯片载入设备的芯片对应方法，其特征在于每一个这些插槽均有固定相对的一脉冲信号。
3.如权利要求1所述的芯片载入设备的芯片对应方法，其特征在于上述的两个光感测器是位于该面板上。
4.如权利要求1所述的芯片载入设备的芯片对应方法，其特征在于上述的两个光感测器是反射式感测器。
5.如权利要求1所述的芯片载入设备的芯片对应方法，其特征在于上述的驱动系统为伺服电机。
6.如权利要求1所述的芯片载入设备的芯片对应方法，其特征在于该特征提取过程更包括使用一信号转换电路，以分别转换该斜片特征信号与该叠片特征信号为一斜片信号与一叠片信号。
7.如权利要求1所述的芯片载入设备的芯片对应方法，其特征在于该特征提取过程更包括使用一单芯片处理器，配合程序运算以分别转换该斜片特征信号与该叠片特征信号为一斜片信号与一叠片信号。
8.如权利要求6所述的芯片载入设备的芯片对应方法，其特征在于该特征提取过程中，若该斜片特征信号与该叠片特征信号均出现脉冲时，则该信号转换电路可使得输出的该斜片信号的值为1，且该叠片信号的值为0，藉以显示出一斜片问题。
9.如权利要求6所述的芯片载入设备的芯片对应方法，其特征在于若该斜片信号的值为0，而该叠片信号的值为1，则表示出现一叠片问题。
10.如权利要求6所述的芯片载入设备的芯片对应方法，其特征在于该位置类型信号的脉冲出现时，并无相对的光感测器类型信号的脉冲出现，则表示产生一空片问题。
全文摘要
一种芯片载入设备的芯片对应方法,是使用类型化信号方法,藉以加速结果判定的产生,可以免除繁琐的法则运算。本发明是利用绝对位置产生位置类型信号,再加上两个光感测器信号以及经由特征提取过程(feature extraction process)。此特征提取过程是用来产生斜片与叠片的特征信号。之后,通过信号转换过程,成为可供数字数据处理器使用的信号。如此一来,本发明就能够完成芯片对应方法的三个主要功能的要求。
文档编号H01L21/00GK1335580SQ00121330
公开日2002年2月13日 申请日期2000年7月20日 优先权日2000年7月20日
发明者王裕盛, 黄建荣, 陈冠州, 胡平宇, 吴宗明 申请人:财团法人工业技术研究院