專利名稱：芯片載入設備的芯片對應方法
技術領域：
本發明有關一種芯片載入系統(load port system)的操作方法，特別是關于一種芯片載入設備的芯片對應(wafer mapping)方法。
為適應半導體制造過程的各種特定需求，進行制造的過程所使用的各種機臺設備系統都經過特殊的設計。而在每一個制造過程進行時，雖然適應不同的制造過程方法和不同的結果要求，必須將各種制造過程參數控制在各種不同的條件下，然而對于制造過程的穩定度、均勻度、以及精確度的要求則是一致的。因此在每一種不同的制造過程機臺的設備系統中，半導體芯片都必須確實地固定在一承載基座之上，然后再置放在特定的制造過程反應室內，才能在預定的制造過程參數的條件控制下，進行實施各種半導體制造過程，而在芯片上獲致符合均勻度與精確度要求的預定結果。
圖1是表示芯片盒放置在芯片載入設備的示意圖。傳統上芯片載入設備20都是用來承接芯片盒(Wafer Carrier)22，藉以開啟或關閉芯片盒22。傳統的芯片載入設備20上設有一個承載臺26，用以承接芯片盒22，并且可將芯片盒22移動至芯片載入設備20的固定位置，此承載臺(SupportBrace)26有一靠板24。此靠板24的結構示意圖可參照圖1與圖2所示。靠板24上則設有一個可移動的面板42，此外可移動的面板42上有卡栓(Latch Key)54。當芯片盒22靠在靠板24上時，芯片盒22的門會朝向靠板24的方向，而卡栓54則可插入芯片盒門上的兩個孔洞。當卡栓54進入孔洞后，卡栓會旋轉九十度角，而抓住芯片盒22的門。隨后，面板會向后方移動，于是打開芯片盒22。接著，面板42向下方移動至某一位置停止。上述所提到的分解動作是芯片載入設備用來開啟芯片盒的步驟，若是逆向進行上述的分解動作，則可關閉原先開啟的芯片盒。
因為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會有所差異，于是在使用不同廠牌芯片盒時，必須作校正程序。經過校正程序后，芯片載入設備就會一直紀錄上次的測量值，直到再一次作校正程序。也就是，進行下一次校正程序時，芯片載入設備會重新紀錄此次校正程序所獲得的校正值。另外，值得一提的是除了上述使用不同芯片盒需要進行校正程序之外，芯片載入設備在組裝之后，則是另一個進行校正程序的時機。
現有技術是利用所紀錄的芯片位置(Wafer Location)與座標位置，再加上測量的不確定量，而發展出特定的斜片問題(Sidelong lssue)及疊片問題(Overlapped lssue)的判斷法則。假使沒有斜片或疊片等問題產生時，在現有技術中所得到的數據是經由數字處理器的處理就可作為芯片位置的解讀。但是現有技術是利用復雜的運算才能判斷有無斜片或疊片存在。因此需要一種可以加速判定結果的產生，并且免除現有技術繁瑣的法則運算的芯片對應方法。
鑒于上述的發明背景中，傳統的對應方法存在諸多缺點。因此，實需有一更理想的芯片對應方法。
本發明的目的是提供一種芯片載入設備的芯片對應(Mapping)方法，適用于一芯片載入設備上用以對應芯片在芯片盒中的位置，該芯片對應方法至少包括產生一位置類型信號；使用至少一光感測系統(Sensorsvstem)，產生兩個光感測器類型信號；以及以該位置類型信號與該光感測器類型信號，進行一特征提取過程。
本發明的芯片載入設備的芯片對應方法是這樣實現的用以對應多個芯片，該芯片對應方法至少包括產生一位置類型信號，其中該位置類型信號是由驅動該芯片載入設備的一面板上下移動的驅動系統所產生，且該位置類型信號是相對于承載該些芯片的一芯片盒內的多個插槽；使用兩個光感測器，產生一光感測器類型信號；以及以該位置類型信號與該光感測器類型信號，進行一特征提取過程，其中該特征提取過程包括使用一特征提取電路，以分別產生一斜片特征信號與一疊片特征信號。
每一個這些插槽均有固定相對的一脈沖信號。
上述的兩個光感測器是位于該面板上。
上述的兩個光感測器是反射式感測器。
上述的驅動系統是為伺服電機。
該特征提取過程更包括使用一信號轉換電路，以分別轉換該斜片特征信號與該疊片特征信號為一斜片信號與一疊片信號。
該特征提取過程更包括使用一單芯片處理器，配合程序運算以分別轉換該斜片特征信號與該疊片特征信號為一斜片信號與一疊片信號。
該特征提取過程中若該斜片特征信號與該疊片特征信號均出現脈沖時，則該信號轉換電路可使得輸出的該斜片信號的值為1，且該疊片信號的值為0，藉以顯示出一斜片問題。
若該斜片信號的值為0，而該疊片信號的值為1，則表示出現一疊片問題。
該位置類型信號的脈沖出現時，并無相對的光感測器類型信號的脈沖出現，則表示產生一空片問題。
本發明是使用類型化信號(Pattern，based Signal)方法，藉以加速結果判定的產生，可以免除繁瑣的法則運算。本發明是利用絕對位置產生位置類型信號，再加上兩個光感測器信號以及經由特征提取過程(FeatureExtraction Process)。此特征提取過程是用來產生斜片與疊片的特征信號。之后，通過信號轉換過程，成為可供數字數據處理器使用的信號。如此一來，本發明就能夠完成芯片對應方法的三個主要功能的要求。
本發明的芯片對應方法的一個優點是使用類型化信號方法，來完成芯片位置檢測、斜片問題檢測以及疊片問題檢測等三大功能。
本發明的另一個優點是藉由本發明的芯片對應方法可以快速的檢測出芯片位置，同時檢測有無斜片問題與疊片問題。
本發明的再一個優點是使用芯片的對應方法中運用了兩個感測器信號和位置感測器信號和可使用電子電路來進行特征提取步驟。
本發明的再一個優點是可使用單芯片微控制器等數字數據處理器配合程序軟件，來進行特征提取步驟。
本發明的較佳實施例將在以下的說明文字中輔以下列附圖作更詳細的闡述圖1是傳統芯片載入設備的側視圖；圖2是傳統芯片載入設備的后視圖；圖3是依據本發明較佳實施例的一種芯片載入設備的立體圖；圖4是依據本發明較佳實施例的一種芯片載入設備的側視圖；圖5是依據本發明較佳實施例的一種芯片載入設備的光感測器的示意圖；圖6是依據本發明較佳實施例的特征提取電路圖；圖7是依據本發明較佳實施例的信號轉換電路圖；圖8是依據本發明較佳實施例的正常情況下，也就是沒有空片、斜片或疊片問題的信號時序圖；圖9是依據本發明較佳實施例的有空片情況下的信號時序圖；圖10是依據本發明較佳實施例的有斜片情況下的信號時序圖；以及圖11是依據本發明較佳實施例的有疊片情況下的信號時序圖。
因為目前芯片盒中可放置的芯片數量不只是一片而已，通常為13片或25片，在芯片盒中的芯片位置是提供給制造過程的機臺使用，若是芯片位置對應不對、或芯片產生斜片或是疊片等問題時，都會造成后續芯片制造過程中產生很嚴重的后果。
芯片對應方法一般是采用絕對位置以及芯片厚度等兩個量來完成。其對應方法是設定一機械起始參考點，以紀錄芯片盒中各個芯片的絕對座標位置。從芯片的橫切面來看，每一片芯片都有兩個座標位置，包括芯片上方位置與下方位置。理想上芯片上方位置與下方位置的差值，就相當于芯片的厚度。至于座標位置則是利用位置信號來獲得，該位置信號則是由位在面板上下運動的驅動系統所產生，例如步進電機的脈沖控制信號，或是電機上的位置感測器，例如編碼器或光學尺等。
進行芯片對應的目的則是要達到三個主要功能，包括監測芯片位置、監測斜片問題以及監測疊片問題。而本發明則是使用類型化信號方法，藉以加速結果判定的產生，可以免除現有技術繁瑣的法則運算。本發明是利用絕對位置，產生位置類型信號，再加上兩個光感測器信號以及經由特征提取過程(feature extraction process)。此特征提取過程是用來產生斜片與疊片的特征信號。之后，通過信號轉換過程，成為可供數字數據處理器使用的信號。如此一來，本發明就能夠完成芯片對應方法的三個主要功能的要求。
至于本發明解決問題的方法以及詳細的實施例說明則如下所述本發明所使用的光感測器可采用反射式光感測系統可采用反射式激光感測器，激光感測器安排的位置則如圖4與圖5所示。此反射式激光感測器86所發出的光束會剛好射到芯片120的邊緣，因此藉由光束有無反射回光感測器就可產生相對應的電子信號。
請參照圖3至圖5所示，圖3是本發明實施例的芯片載入設備100的立體圖，圖4是本發明實施例的芯片載入設備100的側視圖，圖5則是芯片載入設備的光感測器的示意圖，該芯片載入設備100是用來置放芯片盒122，其中芯片盒122的門是朝向靠板142，而且此芯片盒122可用來放置芯片120。此芯片載入設備100的靠板142后有個面板150，且面板150上具有兩個光感測器86。此外，這兩個光感到器86在面板150向下移動時，便開始芯片對應功能的數據搜集，并且輸進數字數據處理器(未顯示)，此數字數據處理器例如為中央處理器，此外，驅使面板向下移動的動力裝置，則是采用是伺服電機。
本發明所提出的芯片對應校正方法是利用當光感測器的光束打在反射片(未顯示)，面板150向下移動時，在反射片下緣處上，光不再反射時為位置參考始點；然后使用編碼器(未顯示)的索引信號和脈沖信號，記錄芯片在芯片盒中的絕對位置座標，例如(Xi，Xp)表示(素引信號脈沖數，脈沖數)。每片芯片均記錄兩個位置座標，包括芯片上緣值(Xti，Xtp)和芯片下緣值(Xbi，Xbp)。數字數據處理器利用這些座標值，產生對應的位置類型信號。因為一般的芯片盒可放置的芯片數量為13片或25片，因此所產生的位置類型信號在插槽(slot)全部放滿芯片的情況下為13個或是25個脈沖信號。
當芯片盒放上芯片載入設備的承載臺使用時，承載臺會向前靠近，面板上的卡栓132會鎖住芯片盒的門。然后，面板向后移動一段距離，在準備下降的同時，也同時啟動芯片對應功能。在面板下降至固定位置之后，會產生三個信號類型。然后，根據這三個信號類型，可以完成芯片對應的三個主要功能需求。
這三個主要功能需求的完成方式，分別如下所述關于芯片位置方面首先，在芯片位置方面，沒有斜片與疊片問題發生的情況下，根據位置類型信號以及其中一個光感測器的類型信號，可以知道芯片盒中哪一個位置有芯片。圖8所示的圖形為插槽插滿芯片，也即沒有空片的情況。圖8以三個插槽均有芯片為例子，其中位置類型信號是固定產生的信號，此位置類型信號是由位于面板上下運動的電機所產生，例如步進電機的脈沖控制信號，或是電機上的位置感測器。換句話說，位置類型信號的每一個脈沖信號都是對應到一個插槽，因此圖8所示的三個脈沖信號分別對應到三個插槽。因為插槽均有芯片存在，所以光感測器1與光感測器的信號的波形與位置都會相同于位置類型信號的波形與位置。此外，因為是沒有斜片或疊片的正常情況下，所以圖8中的斜片特征與疊片特征均不會產生脈沖。
圖9所示的則是有空片的情形，同樣是以三個插槽作例子。由圖9可知位置類型信號依然是固定產主三個脈沖，當位置類型信號中的第二個脈沖出現時，就去檢查兩個光感測器或是其中一個光感測器的感測信號是否有脈沖存在。若有脈沖存在，則表示在此插槽中存在有芯片。反之，若無脈沖存在，則表示在此插槽中沒有芯片存在。例如，圖9所示的位置類型信號中的第二個脈沖出現時，兩個光感測器并未產主相對應的脈沖信號，代表第二個插槽上并沒有芯片。將兩個光感測器的信號與位置類型信號經由圖5的特征提取電路處理之后，并不會產生斜片或疊片的特征信號。其中，圖6所示的就是用來完成特征提取的電路圖。再經由圖7的信號轉換電路轉換之后，其中，圖7所示的為將特征信號轉換成電位信號的信號轉換電路圖，因為產生的斜片信號或疊片信號均為0。因此可以判定第一個與第三個插槽并未產生斜片或疊片現象，只有第二個插槽產生空片現象。藉此，本發明的方法即可用來監測插槽的芯片有無空片問題。
關于斜片問題的監測方面當斜片發生時，可以獲得三個信號的時序圖，這二個信號分別相對于三個插槽中的芯片，請參照圖10。然后通過圖6所示的特征提取方式，就可以得到斜片特征信號。圖10是第二個插槽的芯片產生斜片問題，由圖10可知，位置類型信號依然是固定，但是光感測器1與光感測器2在相對于第二個插槽位置的信號則產生偏移現象。將兩個感測器所得的信號與位置類型信號一起經過圖6所示的特征提取電路處理后，會同時獲得斜片與疊片特征信號。
然而，因為預設的第二個插槽位置的芯片只有斜片現象，而沒有疊片現象，因此可以藉由圖7的信號轉換電路來過濾掉疊片特征信號，使得斜片信號值為1，而疊片信號值為0。藉此，本發明的方法即可用來監測插槽的芯片有無斜片問題。
關于疊片問題的監測方面當疊片發生時，同樣可以獲得三個信號的時序圖，請參照圖11。然后通過圖6所示的特征提取方式，就可以得到疊片特征信號。圖11是第二個插槽的芯片因為放置錯誤而堆疊在第三個插槽的芯片上。由圖11可知，位置類型信號依然是固定，但是光感測器1與光感測器2在相對于第二個與第三個插槽位置的脈沖信號則會重疊在一起。這個重疊信號代表有芯片疊片問題出現，但是理論上在疊片情況下，光感測器所監測到的信號也有可能不是重疊在一起而是離開一小段距離。
將兩個光感測器所得的信號與位置類型信號一起經過圖6所示的特征提取電路處理后，即可獲得疊片特征信號。然后，經過圖7所示的信號轉換電路，則可以得到疊片信號值為1而斜片信號值為0。
至于，上述的特征提取方式可以利用電子硬件電路，例如圖6所示的電路圖，然而本發明不限于此本發明的特征提取方式，也可以利用程序軟件來達成。隨后，藉由信號轉換的方式將特征信號轉換成單位信號，以供數字數據處理器來使用。
在圖10中雖然也產生疊片特征信號，但是很明顯地，此疊片特征信號的出現時間順序落后于斜片特征信號。此外，此疊片特征信號在此情況下是不應該存在的，因為此情況是用來監測斜片的問題，而不是用來監測疊片的問題。因此，藉由本發明圖7中的信號轉換電路圖過濾掉此疊片特征信號，便可以得到真正的斜片信號。
綜上所述，本發明的芯片對應方法之一個優點是使用類型化信號方法，來完成芯片位置檢測、斜片問題檢測以及疊片問題檢測等三大功能。本發明的另一個優點是藉由本發明的芯片對應方法可以快速地檢測出芯片位置，同時檢測有無斜片問題與疊片問題。本發明的再一個優點是使用芯片的對應方法中運用了兩個感測器信號和位置感測器信號。本發明的再一個優點是可使用電子電路來進行特征萃取步驟和使用單芯片微控制器等數字數據處理器配合程序軟件，來進行特征提取步驟。
權利要求
1.一種芯片載入設備的芯片對應方法，用以對應復數個芯片，其特征在于該芯片對應方法至少包括產生一位置類型信號，其中該位置類型信號是由驅動該芯片載入設備的一面板上下移動的驅動系統所產生，且該位置類型信號是相對于承載這些芯片的一芯片盒內的多個插槽；使用兩個光感測器，產生一光感測器類型信號；以及以該位置類型信號與該光感測器類型信號，進行一特征提取過程，其中該特征提取過程包括使用一特征提取電路以分別產生一斜片特征信號與一疊片特征信號。
2.如權利要求1所述的芯片載入設備的芯片對應方法，其特征在于每一個這些插槽均有固定相對的一脈沖信號。
3.如權利要求1所述的芯片載入設備的芯片對應方法，其特征在于上述的兩個光感測器是位于該面板上。
4.如權利要求1所述的芯片載入設備的芯片對應方法，其特征在于上述的兩個光感測器是反射式感測器。
5.如權利要求1所述的芯片載入設備的芯片對應方法，其特征在于上述的驅動系統為伺服電機。
6.如權利要求1所述的芯片載入設備的芯片對應方法，其特征在于該特征提取過程更包括使用一信號轉換電路，以分別轉換該斜片特征信號與該疊片特征信號為一斜片信號與一疊片信號。
7.如權利要求1所述的芯片載入設備的芯片對應方法，其特征在于該特征提取過程更包括使用一單芯片處理器，配合程序運算以分別轉換該斜片特征信號與該疊片特征信號為一斜片信號與一疊片信號。
8.如權利要求6所述的芯片載入設備的芯片對應方法，其特征在于該特征提取過程中，若該斜片特征信號與該疊片特征信號均出現脈沖時，則該信號轉換電路可使得輸出的該斜片信號的值為1，且該疊片信號的值為0，藉以顯示出一斜片問題。
9.如權利要求6所述的芯片載入設備的芯片對應方法，其特征在于若該斜片信號的值為0，而該疊片信號的值為1，則表示出現一疊片問題。
10.如權利要求6所述的芯片載入設備的芯片對應方法，其特征在于該位置類型信號的脈沖出現時，并無相對的光感測器類型信號的脈沖出現，則表示產生一空片問題。
全文摘要
一種芯片載入設備的芯片對應方法,是使用類型化信號方法,藉以加速結果判定的產生,可以免除繁瑣的法則運算。本發明是利用絕對位置產生位置類型信號,再加上兩個光感測器信號以及經由特征提取過程(feature extraction process)。此特征提取過程是用來產生斜片與疊片的特征信號。之后,通過信號轉換過程,成為可供數字數據處理器使用的信號。如此一來,本發明就能夠完成芯片對應方法的三個主要功能的要求。
文檔編號H01L21/00GK1335580SQ00121330
公開日2002年2月13日 申請日期2000年7月20日 優先權日2000年7月20日
發明者王裕盛, 黃建榮, 陳冠州, 胡平宇, 吳宗明 申請人:財團法人工業技術研究院