专利名称：程序机构异常运作检测系统及其方法
技术领域：
本发明涉及一种检测半导体程序机构异常运作的方法以及执行该方法的 系统。
背景技术：
随着电子产品带来的好处，半导体技术被广泛地应用于制造存储器、中央
处理器(CPUs)、液晶显示器(LCDs)、发光二极管(LEDs)、激光二极管以及其 他的装置或晶片组中。为了达到高度集成与高速的目标，半导体集成电路的维 度持续地在减縮。各种材质与技术不断地被提出以达到这些集成与速度的目标 以及克服其所带来制造上的阻碍。由于高度集成，即使一个因为程序机构异常 运作常形成在晶片基底上的小刮痕、伤害或微粒都可能影响制造程序的优良 率。因此， 一个用以检测程序机构异常运作的警告系统被使用于解决这种问题。
举例来说，传输系统(tracksystem)是用以在一个晶片基底上涂上光阻层。 传输系统通常包括机器人自动化系统(robotic system)用以移动传输系统中的 晶片进出传输系统。在某些情况，机器人会从传输系统中配置的处理室 (processing chamber)中移动一个晶片至载有多个晶片的装载盒中的沟槽，或者 反之亦然。从一方面而言，装载盒中邻近的沟槽须被设计的足够接近以降低装 载盒的大小，并且因为如此妥善设计的沟槽使得贮藏空间可以容纳更多的装载 盒。另一方面，装载盒中邻近沟槽之间的空间必须妥善设计，使得机器人的晶 片边刃(blade)在插入装载盒以及牵动一个晶片的时候，不会损坏如刮伤或是碰 撞另一个晶片。于是，为了避免以上所述的要点，必须妥善设计此用以将晶片 移动以进出装载盒的自动系统。
如前所述，为了避免机器人的异常运作导致损坏晶片，多个对位感应器 (alignment sensor)配置于传输系统中用以检测机器人是否适当地移动而不会严 重损坏目前移动的晶片或是其他放置在装载盒中的晶片。如果感应器检测到机 器人没有依照既定的方式移动，可暂缓传输系统的运作以进一步检査或修正。
然而，对位感应器对检测机器人的小误差可能不够敏锐。机器人的小误差
可能不会造成晶片严重损害，却可能造成晶片表面的刮痕。如前所述，小刮痕 可能大幅度地降低晶片上高集成电路的优良率。再者，因为对位感应器无法检 测机器人的小误差，随后存放于其他装载盒的晶片可能继续由同一个传输系统 处理且由同一个机器人移动，直到形成于晶片上的刮痕被发现。
美国专利公开号2003/0075936提出一种晶片边刃的实施例包括一个压力 感应器用以避免晶片刮痕，而此美国专利公开案也被综合参考于此。根据先前 所述，改进的方法与系统是被需要的。
发明内容
有鉴于此，根据本发明实施例，本发明提供一种制造程序异常运作检测方
法包括下列步骤(a)检测至少一个声音信号，上述声音信号由程序机构产生; (b)转换上述声^H言号至频谱；(C)将上述频谱与一个既定频谱比较；以及(d)如 果上述频谱中至少第一频率振幅与上述既定频谱中相同频率的振幅大体不同， 产生信号表示上述程序机构的异常运作。
根据本发明实施例，本发明提供一种制造程序异常运作检测系统包括检测 器、处理器以及存储器。上述检测器用以自程序机构检测至少一个声音信号并 输出电子信号代表上述声音信号。上述处理器与上述检测器连接并且用以转换 上述声音信号至频谱。上述存储器连接于上述检测器与上述处理器其中至少一 个。上述存储器用以储存上述频谱以及既定频谱。上述处理器比较上述频谱与 上述既定频谱，如果上述频谱中的第一频率振幅与上述既定频谱中对应频率的 振幅大体不同，则上述处理器产生信号以表示上述程序机构的异常运作。
图1所示为本发明实施例的连接于程序机构的程序机构异常运作检测系统。
图2为本发明实施例的程序机构异常运作检测方法的流程图。 图3A与图3B分别为频谱转换前与频谱转换后的信号频谱示意图。 图4A与图4B为分别将不同频率的信号振幅乘上加重系数之前与之后的 频谱示意图。
图5A与图5B为对应于程序机构正常运作的既定频谱以及对应于上述程
序机构异常运作的频谱示意图。主要部件符号说明
102程序机构异常运作检测系统110检测器120处理器130存储器140 信号过滤器IOO程序机构101平台105基底传送系统107基底115声音信
号
具体实施例方式
为让本发明上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较
佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下
此示范实施例的说明配合所附图示，且所附图示为本整体说明的一部分。 在此说明中，关系词如"较低"、"较高"、"平行"、"垂直"、"之上"、"之 下"、"上"、"下"、"顶端"、"底端"以及其衍生词(如"平行地"、"下方地"、 "上方地"等等)被使用于指示如描述或图示中的方向性。此关系词仅为方便说 明，此装置并不需要以此特定方向性建构或运作。
图1为本发明实施例制造程序异常运作检测系统102与程序机构100连接。
本发明实施例的系统102包括检测器110、处理器120以及存储器130。 检测器110连接于处理器120。存储器130连接于检测器110与处理器120中 至少一个。举例来说，检测器110可为声音检测器、麦克风(例如电容(capacitor orcondenser)麦克风、电子电容麦克风、动圈式麦克风、带状麦克风、碳精麦 克风、压电麦克风、激光麦克风或其他形式的麦克风)、压电装置、感应器或 其他能够检测数字声音信号的检测器。处理器120可包括数字信号处理器、微 处理器、计算机以及其组合。存储器130可包括如随机存取存储器(RAM)、软 盘机、只读存储器(ROMs)、闪存装置、CD-ROMs、 DVD-ROMs、硬盘装置、 高密度(例如"ZIPTM")移动式磁盘或是任何其他计算机可读取的储存媒体中至 少一种。系统102连接于程序机构100。本发明实施例中，程序机构100可为 半导体制造机构，如基底传输系统、薄膜系统(例如化学气相沉积(CVD)系统、 物理气相沉积(PVD)系统或电化学电镀系统)、蚀刻系统(例如湿式蚀刻浴或干 式蚀刻浴)、化学机械研磨(CMP)系统、光蚀刻系统(例如光致抗蚀剂加工处理 设备、步进机或光致抗蚀剂移除系统)、扩散系统(例如植入机、炉或快速加热
退火(RTA)系统)、物理特征值测量系统(例如薄膜或开口的深度、厚度或宽度)、 电子特征值测定系统(例如晶片验收测试(WAT)系统)、检验系统(例如光学显微 镜(OM)或扫描式电子显微镜(SEM))、产品信赖度测试系统或其他半导体加工 相关机构或系统。
举例来说，程序机构100，如传输系统，包括平台101、基底传送系统105 以及多个处理室(无图示)。平台101配置于程序机构100中，用以支撑基底传 送系统105。本发明实施例中，基底传送系统105安装于平台101上以移动基 底，例如基底107。基底传送系统105可包括机器人自动系统或其他能于程序 机构100中移动基底107进出程序机构100的系统。举例来说，基底107可 为硅基底、III-V化合物基底、显示面板底如液晶显示器(LCD)、等离子显示器、 阴极射线管显示器或电激发光(EL)显示器、或者发光二极管(LED)基底(全部皆 可视为基底107)。
检测器110配置于程序机构100之内或之上以检测至少一个声音信号 115，如由程序机构100制造的声音或杂音。声音信号115可以时间连续形式 的型态表示。本发明实施例中，检测器110接近但是没有碰触到程序机构100， 检测器IIO与程序机构100间的距离只需使检测器能正常检测到程序机构100 异常运作所引起的声音信号115。例如，声音信号115包括程序机构100中晶 片刮痕、晶片爆裂、晶片碎裂、晶片掉落、晶片碰撞、部件间(例如边刃与机 器人手臂，或程序机构100中任两个部件)的摩擦、程序机构100中部件间(例 如边刃和程序机构IOO的内壁，或者程序机构100中任两个部件)的碰撞、程 序机构100中任一部件的老化或程序机构100的其他异常运作产生的声音中 至少一种。
存储器130用以储存既定频谱以及一种频谱，上述既定频谱对应于程序机 构100正常运作，而上述频谱对应于程序机构100异常运作。如上所述，检测 器110会检测到程序机构100运作所产生的声音中至少一种。产生上述既定频 谱以及上述频谱的方法将详细说明如下。
本发明实施例中，用以检测程序机构100异常运作的系统102还包括信号 过滤器140。信号过滤器140可连接于处理器120以及存储器130中至少一个， 以过滤上述频谱中至少一个要素。过滤杂音的详细说明如下。
图2为本发明实施例检测程序机构异常运作方法的流程图。
在步骤210中，检测器IIO(如图1所示)检测由程序机构100引起的至少 一个声音信号U5(如图1所示)。传送用以表示检测到声音信号115的信号至 处理器120(如图1所示)。声音信号115的数据图表可以于时间与强度展开， 如图3A所示。如上所述，声音信号115可包括程序机构100异常运作所产生 的各种声音或杂音。依据上述数据图表来定义上述声音信号的频率或其对应的 振幅是相当困难的。
在步骤220中，处理器120可转换声音信号115至一个频谱，例如，通过 傅立叶转换、拉普拉斯转换、小波转换或其他能分解信号成频率与振幅的转换。 举例来说，可以由下方所举例的傅立叶转换公式来转换声音信号115:
其中，f(t)表示图3A中的曲线；F(w)表示图3B中的曲线；以及w表示角 度的频率。
完成转换之后，可以妥善地定义一些对应于程序机构100异常运作的特定 频率的振幅如图3B所示。如此一来，通过频谱来定义程序机构100是正常或 是异常运作变得容易许多。
在本发明实施例中，步骤220还包括步骤220a。在步骤220a中，处理器 120自上述频谱选择一个频率范围。上述步骤用以减少傅立叶转换的处理时 间。在本发明实施例中，处理器120所选择的频率范围介于大约1000赫兹(l 千赫)与大约10000赫兹(10千赫)之间。在上述频率范围中，基底107(如图1 所示)与另一个物件接触所产生的声音信号能够容易地被找到，如晶片刮痕、 晶片爆裂、晶片碎裂、晶片掉落、晶片碰撞或其他异常运作如基底107与部件 (例如装载盒、另一个基底、自动系统105以及程序机构110上的任何部件)接 触所发出的声音信号。相较于通过延展频率范围至数百个百万赫兹(MHz)以产 生频谱的方法，上述频率范围的选择可大体减少步骤220的处理时间。然而， 在本发明实施例中，因为产生数百个百万赫兹的频谱所需的处理时间不被考虑 在内所以省略步骤220a。
在步骤230，信号过滤器140(如图1所示)过滤如图3B所示的上述频谱中 的至少一个要素。在本发明实施例中，步骤230的杂音过滤可以由处理器120 执行，因此信号过滤器140可以被省略。在本发明实施例中，当杂音不会导致
程序机构100异常运作所引起的上述频率难以辨识时，则步骤230以及信号过 滤器140可以省略。
在步骤240中，处理器120还包含将第一加重系数与上述频谱的第一频率 的振幅相乘和/或将第二加重系数与上述频谱的第二频率的振幅相乘，从而强 调上述第一频率，上述第一频率包含于声音信号115中并且对应于上述程序机 构100的任一异常运作。举例来说，图4A显示信号410于频率1千赫是对 应于程序机构100异常运作，并且也显示杂音信号420于频率1.5千赫。杂音 信号420没有对应于程序机构100异常运作所引起的频率。降低或移除杂音信 号420将会帮助搜集与辨识所需要的信号如表示机构100异常运作的信号 410。通过将信号410以及420的振幅择一或同时乘以上述加强系数，信号410a 将比信号420a更受到强调如图4B所示。在本发明实施例中，上述第一加强 系数可介于十至几百之间。上述第二加强系数可介于第十与第几百之间。相较 于其他信号(例如信号420a)，上述第一与第二加强系数只要能足够强调信号 410a就可以被接受，以至于处理器120能妥善地定义信号410a。在本发明实 施例中，因为原本的信号410在没有乘上上述加强系数就已经与其他信号有足 够的差异，因此可以省略步骤240。
在步骤250中，处理器120比较如图5B所示的上述频谱以及如图5A所 示的上述既定频谱。如上所述，如图5A所示的上述既定频谱是通过分析与分 解程序机构100在正常运作时所检测的声音信号所得到的。分解上述声音信号 以产生上述既定频谱的过程可以包括步骤210、 220、 220a、 230与240。对步 骤240得到的既定频谱而言，因为上述既定频谱没有包括对应于程序机构异常 运作的信号410，因此可以省略将信号410的振幅乘以上述第一加强系数。通过分别比较步骤220、 220a、 230或240得到的上述频谱与步骤220、 220a、 230与240产生对应的上述既定频谱，可以定义声音信号115中上述频 率的出现是程序机构IOO异常运作所引起的。
在步骤260中，如果上述频谱(如图5B所示)的振幅或频率(例如1千赫) 大体高于上述既定频谱(如图5A所示)的对应的频率(例如1千赫)，处理器120 会产生信号以表示程序机构IOO异常运作。本发明实施例中，信号可被传送至 程序机构100—个部件，例如制动器(actuator，无图示)，以预防程序机构100 执行任何程序直到执行检查或校正。
虽然上述例子描述了检测比上述既定频谱有较大振幅的频率要素的存在， 在其他实施例中，可以检测相较于上述既定频谱小的频率要素。举例来说，如
果检测到的频谱与上述既定频谱均正规化(normalized)后，上述系统可以检测 非常低的振幅要素来当作异常条件的信号。例如，当程序于正常下会产生环境 杂音，而当缺少上述环境杂音的一个或多个要素时则表示此程序系为异常的。
本发明实施例中，将检测到的上述频谱中的多个频率要素中的振幅与上述 既定频谱的频率要素分别比较。与上述既定频谱要素差异很大的一个或多个要 素的存在表示检测到异常条件。
根据以上所述，以上所述系统102及其方法能妥善检测并且转换声音信号 至频谱。通过定义频谱中至少一个频率，可以检测到程序机构100异常运作， 如基底107上的小刮痕的存在。问题的产生原因将被检查并且随后储存于其他 装载盒的基底的程序都将被延迟直到完成检査。因此，可以避免程序机构100 相同异常运作对其他基底可能造成的伤害。
本发明虽以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明的范围，本领 域技术人员在不脱离本发明精神和范围内，当可做些许的更动与修改，因此本 发明的保护范围当视后附的权利要求书范围所界定为准。
权利要求
1.一种制造程序异常运作检测方法，其特征在于包括以下步骤(a)检测程序机构所产生的至少一个声音信号；(b)转换上述声音信号至频谱；(c)比较上述频谱与既定频谱；以及(d)如果上述频谱的第一频率振幅大体不同于上述既定频谱的第一频率振幅，产生信号以表示上述程序机构异常运作。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述声音信号包括至少来自晶 片刮痕、晶片爆裂、晶片碎裂、晶片掉落、晶片碰撞、上述程序机构中部件间 的碰撞、上述程序机构中任一部件的老化以及上述程序机构的其他异常运作中 其中一种声音。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(b)是根据傅立叶转换做转换。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于还包括下列组合中至少一种 将第一加重系数与上述频谱的第一频率的振幅相乘；以及 将第二加重系数与上述频谱的第二频率的振幅相乘。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括自上述频谱过滤至少一个 杂音。
6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(b)还包括自上述频谱选取 一个频率范围。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，上述频谱的上述频率范围介于 大约1000赫兹(l千赫)与大约10千赫之间。
8. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述既定频谱对应于上述程序 机构正常运作。
9. 一种制造程序异常运作检测系统，其特征在于包括检测器，用以检测程序机构所产生之至少一个声音信号，并且输出表示上述声音信号的电子信号；处理器，连接于上述检测器，用以转换上述电子信号至频谱；以及 存储器，连接于上述检测器与上述处理器其中至少一个，用以储存上述频谱与既定频谱； 其中，上述处理器比较上述频谱与上述既定频谱；以及 其中，如果上述频谱的第一频率振幅大体不同于上述既定频谱的第一频率 振幅，上述处理器产生信号以表示上述程序机构异常运作。
10. 如权利要求9所述的系统，其特征在于，上述声音信号包括至少来自 晶片刮痕、晶片损爆裂、晶片碎裂、晶片掉落、晶片碰撞、上述程序机构中部 件间的碰撞、上述程序机构中任一部件的老化以及上述程序机构的其他异常运 作中其中一种声音。
11. 如权利要求9所述的系统，其特征在于上述处理器包括数字信号处理器用以执行傅立叶转换以转换上述声音信号。
12. 如权利要求11所述的系统，其特征在于，上述处理器还包括执行下列步骤中至少一种将第一加重系数与上述频谱的第一频率的振幅相乘；以及 将第二加重系数与上述频谱的第二频率的振幅相乘。
13. 如权利要求9所述的系统，其特征在于还包括信号过滤器连接于上述 处理器与上述存储器其中至少一个，用于自上述频谱过滤至少一个杂音。
14. 如权利要求9所述的系统，其特征在于上述处理器自上述频谱选取一 个频率范围，上述频率范围介于大约1000赫兹(l千赫)与大约IO千赫之间。
15. 如权利要求9所述的系统，其特征在于，上述既定频谱对应于上述程 序机构正常运作。
全文摘要
本发明涉及一种制造程序异常运作检测方法，包括以下步骤(a)检测程序机构所产生的至少一个声音信号；(b)转换上述声音信号至一个频谱；(c)比较上述频谱与一个既定频谱；以及(d)如果上述频谱的第一频率振幅大体不同于上述既定频谱相同频率的振幅，产生一种信号以指示程序机构的异常运作。
文档编号H01L21/67GK101097835SQ200710091658
公开日2008年1月2日 申请日期2007年4月3日 优先权日2006年6月29日
发明者林木沧, 陈建宏, 黄伟伦 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司