CN101210888A - 晶片检测机及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种晶片检测机及其方法。晶片检测机包括：检测台，具有用于卸载已检测晶片和加载待检测的新晶片的第一区域以及用于检测晶片的第二区域；多个晶片装配单元，彼此面对安装于所述检测台上；旋转盘，其上安装有多个晶片装配单元，旋转盘旋转以使每个晶片装配单元依次位于第一和第二区域；机器人，用于从位于第一区域的晶片装配单元中卸载已检测晶片并将待检测的新晶片加载至位于第一区域的晶片装配单元；以及晶片翻转装置，用于翻转加载至位于第二区域的晶片装配单元中的晶片。

Description

晶片检测机及其方法
技术领域
本发明涉及一种晶片检测机及其方法，特别地，涉及一种将晶片检测工艺步骤集合在一起以减少在各步骤间的空载时间(losstime)的晶片检测机及其方法。
背景技术
一般地，晶片从单个晶锭上被切成薄片，而且经过包括研磨、抛光和蚀刻的一系列工艺，晶片被制造成具有预定平面度和镜面的产品。
然而，经过上述工艺，晶片上会出现由各种因素造成的表面缺陷或由颗粒造成的表面污染。表面缺陷或污染使得难于将晶片加工成半导体设备。因而，需要晶片表面检测工艺以去除具有表面缺陷或污染的坏晶片。
晶片表面检测工艺可以使用电子设备或激光束，使用激光束进行的检测可以由操作者的视觉观察代替或补充。
通过操作者的视觉观察进行检测，灯光照亮晶片表面，操作者用肉眼观察在晶片表面反射的光。
在晶片具有表面缺陷或污染的情况下，反射光发生扭曲(distortion)，因而操作者能够确定晶片是否具有表面缺陷或污染。
通常地，晶片表面检测工艺在选取的样品上进行，然而，最近在整个晶片上进行检测以满足小型化、大容量和高质量。
一般地，这样一个完整的晶片表面检测工艺在一个提供有洁净空气的洁净房间里进行以避免制造完成的晶片在检测过程中受到污染。
以下，参考附图1描述传统晶片检测机的结构，参考附图2描述传统晶片检测方法。
参考附图1和附图2，晶片检测机10包括待检测晶片(W)、用于储放堆叠的待检测晶片(W)的前端开口片盒(Front OpeningUnified Pod cassette)(以下称为“FOUP盒”)20、用于存放堆叠的已检测晶片的储存盒50、沿着移动轨道12移动用于传送待检测和已检测晶片(W)的可移动机器人11、用于检测晶片(W)检测台30、以及安装在检测台30一侧用于翻转晶片(W)的晶片翻转单元40。
关于上述晶片检测机10的操作，首先，可移动机器人11从FOUP盒20中取出晶片(W)(S11)。然后，可移动机器人11沿着移动轨道12移动并将晶片(W)传送至检测台30(S12)。操作者(未示出)用肉眼检测表面，尤其是，放置在检测台30上的晶片(W)的上表面(S13)。此时，使用光源(诸如卤素灯(未示出))的光源照射晶片(W)的表面，并且操作者用肉眼检查光的分散。随后，可移动机器人11传送上表面检测过的晶片至晶片翻转单元40(S14)。晶片翻转单元40上下翻转晶片(W)(S15)。可移动机器人11再次将翻转过的晶片(W)传送至检测台30(S16)。检测台30检测晶片(W)的下表面(S17)。这里，采用与检测晶片(W)上表面相同的方法检测晶片(W)的下表面。可移动机器人11传送两面均检测过的晶片(W)至调整单元，也就是，储存盒50(S18)。最后，晶片(W)被存放在储存盒50中(S19)。
如上所述，传统晶片检测工艺通过总共9个步骤在每个单个晶片(W)上进行。结果，传统晶片检测工艺需要许多各步骤间的空载时间，从而降低晶片检测的效率。
为了解决上述问题而提出本发明，因此，本发明的一个目的是提供一种晶片检测机和晶片检测方法，其中，该晶片检测机具有两个区域的检测台，其可以同时进行晶片检测和新晶片加载/已检测晶片卸载以使各步骤间的空载时间减到最小。
本发明的另一目的是提供一种可应用于所有需要进行晶片处理的自动设备的晶片检测机和晶片检测方法。
发明内容
为了实现上述目的，晶片检测机包括：检测台，该检测台具有第一区域和第二区域，在第一区域卸载已检测晶片且装载待检测的新晶片，在第二区域中检测晶片；多个晶片装配单元，彼此面对地安装于检测台上；旋转盘，在该旋转盘上安装有多个晶片装配单元，该旋转盘旋转以使每个晶片装配单元依次位于第一和第二区域；机器人，用于从位于第一区域的晶片装配单元中卸载已检测晶片且将待检测的新晶片加载至位于第一区域的晶片装配单元；晶片翻转装置，用于翻转加载至位于第二区域的晶片装配单元中的晶片。
优选地，在完成第二区域上的晶片检测后，旋转盘旋转以将第二区域的晶片装配单元移动至第一区域且将第一区域的晶片装配单元移动至第二区域。
优选地，晶片翻转装置具有支撑件，该支撑件向上移动至预定高度并向下移动至原始位置，用于翻转晶片；导向杆，安装于支撑件顶部，用于从位于第二区域的晶片装配单元中取出晶片，当支撑件向上移动至预定高度时该导向杆翻转晶片，当支撑件向下移动至原始位置时该导向杆将晶片放置在晶片装配单元中。
根据本发明的另一方面，晶片检测方法使用晶片检测机，该晶片检测机包括；检测台，其具有第一区域和第二区域，在第一区域中卸载已检测晶片并装载待检测的新晶片，在第二区域中检测晶片；以及多个晶片装配单元，彼此面对地安装于检测台上，该方法包括(a)从位于第一区域的晶片装配单元中卸载已检测晶片并将待检测的新晶片加载至位于第一区域的晶片装配单元；(b)通过旋转将位于第一区域的晶片装配单元移动至第二区域；(c)检测通过旋转移动至第二区域的晶片装配单元中所加载的晶片上表面；(d)使用晶片翻转装置翻转晶片并检测晶片的下表面；以及(e)通过旋转将位于第二区域的晶片装配单元移动至第一区域，其中，进行步骤(a)的同时进行步骤(c)和(d)。
优选地，用于翻转晶片的步骤(d)包括从晶片装配单元中取出晶片；将晶片向上移动至预定高度；通过旋转翻转晶片；以及再将翻转过的晶片放回晶片装配单元。
优选地，在第一区域的卸载已检测晶片和加载新晶片的完成时间先于或等于在第二区域的晶片检测完成时间。
附图说明
以下，将参考附图对本发明的优选实施例进行详细描述。在描述以前，应该理解，说明书和所附权利要求书中使用的术语不应该被解释为限制于通常和词典上的含义，而是应该基于以这样的原则为基础的本发明相应技术方面的含义和概念来解释，为最好的说明，所述原则允许发明人适当地定义术语。
图1是示出传统晶片检测机结构的平面图。
图2是示出使用如图1所示的晶片检测机的传统晶片检测方法的流程图。
图3是示出根据本发明优选实施例的晶片检测机结构的示意平面图。
图4是示出根据本发明优选实施例的晶片检测机的前截面图。
图5是示出如图4所示的晶片翻转装置的平面图。
图6是示出根据本发明优选实施例的晶片检测方法的流程图。
图7是示出卸载已检测晶片和加载待检测新晶片的步骤的流程图。
具体实施方式
以下，将参考附图对本发明的优选实施例进行详细描述。
图3是示出根据本发明优选实施例的晶片检测机结构的示意平面图。图4是示出根据本发明优选实施例的晶片检测机的前截面图。图5是示出如图4所示的晶片翻转装置的平面图。
参考图3至图5，晶片检测机100包括：FOUP盒120，安装于清洁室101中用于存放待检测晶片(W)；储存盒150，用于存放已检测晶片；检测台130，具有多个用于在晶片检测过程中放置待检测晶片(W)的晶片装配单元134；机器人111，用于加载要在检测台130上检测的晶片(W)，且从检测台130上卸载已检测晶片并将已检测晶片装载到储存盒150中；以及晶片翻转装置140，用于将装载在检测台130的晶片装配单元134中的晶片(W)翻转。
机器人111沿着安装于清洁室101中的移动轨道112移动。并且，机器人111将待检测晶片(W)从FOUP盒120传送至检测台130并将已检测晶片从检测台130传送至储存盒150。沿着移动轨道112移动的机器人111在现在技术中是已知的，省略其描述。
检测台130包括旋转盘135，其中安装有多个晶片装配单元134。旋转盘135具有用于加载晶片(W)的第一区域131和用于检测晶片(W)的第二区域132。旋转盘135转换第一区域131和第二区域132的相互位置。也就是说，旋转盘135旋转以使第一区域131的位置移至第二区域132并且第二区域132的位置移至第一区域131。例如，旋转盘135转动180度，从而，第一区域131和第二区域132的位置相互转换。
多个晶片装配单元134安装于旋转盘135上。优选地，两个晶片装配单元134分别安装于第一区域131和第二区域132。两个晶片装配单元134相互对称设置，且晶片装配单元134的位置通过旋转盘135相互转换。
尽管图3示出两个晶片装配单元134分别安装于第一区域131和第二区域132，本发明并不限于此。
机器人111从FOUP盒120取出待检测晶片(W)，沿着移动轨道112移动至检测台130，并且在位于检测台130的第一区域131上的晶片装配单元134中加载晶片(W)，其中检测台130的第一区域131远离晶片检测区域160。然后，当旋转盘135转动180度时，具有晶片(W)的晶片装配单元134被移动至第二区域132，其中第二区域132邻近晶片检测区域160。因而，操作者(未示出)能够检测晶片(W)。
此时，通过旋转盘135的旋转而位于第一区域131的晶片装配单元134没有待检测的晶片(W)或是具有已检测的晶片。当新的第一晶片在第二区域132检测时，在第一区域131的晶片装配单元134上不装载任何待检测晶片(W)。当新的第二晶片此后在第二区域132中检测时，已检测晶片位于第一区域131的晶片装配单元134。适时地，当在第二区域132的晶片装配单元134中进行晶片检测时，机器人111在第一区域131的晶片装配单元134中加载待检测的新晶片(W)，或从第一区域131的晶片装配单元134中卸载已检测晶片。加载/卸载晶片的步骤将会详细描述。
在晶片检测过程中，晶片装配单元134可以旋转预定角度。优选地，位于第二区域132的晶片装配单元134旋转45-90度。这使得操作者可以容易地观察装载在第二区域132的晶片装配单元134中的晶片(W)。此时，尽管未示出，使用卤素灯将光照射在装载在第二区域132的晶片装配单元134中的晶片(W)上，从而，操作者能够容易地观察晶片(W)上可能出现的表面缺陷或污染。
晶片翻转装置140均安装于晶片装配单元134的一侧，用于翻转在晶片装配单元134中加载的晶片(W)。
晶片翻转装置140包括支撑件141和安装于支撑件141顶部的导向杆142。
支撑141位于旋转盘135的中心，优选地，位于两个晶片装配单元134之间。操作支撑件141以使其垂直移动。第一区域131的支撑件141与第二区域132的支撑件141相互独立操作，并且优选地，仅操作第二区域132的支撑件141以翻转晶片(W)。
每个导向杆142均安装于支撑件141的顶部。导向杆142夹紧晶片(W)的边缘以翻转晶片(W)并且被制成方形支架“[”或“]”形。导向杆142可以使用用于旋转晶片(W)以翻转晶片(W)的任何方式。例如，可以使用电机，仅旋转夹紧晶片(W)边缘的导向杆142的一部分。
同时，晶片翻转装置140可以随着旋转盘135旋转。此时，安装于旋转盘135的晶片装配单元134的位置和晶片翻转装置140的位置被固定。
上述晶片检测机100的每个操作均可以由操作者控制。换句话说，在紧急情况下或操作者的判断下，晶片检测机100的整个操作可以由操作者使用控制器(未示出)选择性地控制。
以下，参考图6描述使用晶片检测机的晶片检测方法。
首先，机器人111从FOUP盒120中取出待检测晶片(W)(S21)。
然后，机器人111沿着移动轨道112移动至检测台130，并且在位于检测台130的第一区域131的晶片装配单元134中加载晶片(W)(S22)。
随后，当旋转盘135旋转180度时，位于第一区域131的晶片装配单元134的位置被移动至第二区域132(S23)。然后，晶片(W)的位置被移动至邻近晶片检测区域160，操作者检测晶片，尤其是晶片(W)的上表面(S23)。此时，使用卤素灯(未示出)将光照射在晶片(W)的表面上，这样可以便于晶片检测。
随后，检测完晶片(W)的一面之后，操作位于第二区域132的晶片翻转装置140翻转晶片(W)(S24)。也就是说，当晶片(W)的边缘固定在安装于第二区域132中的晶片翻转装置140的支撑件141上的导向杆142时，支撑件141向上移动。当支撑件141达到预定高度时，旋转导向杆142以翻转晶片(W)。晶片(W)翻转后，支撑件141向下移动，以使晶片(W)被放置于晶片装配单元134中。
晶片(W)被晶片翻转装置140翻转以后，检测晶片(W)的下表面(S25)。这里，用与检测晶片(W)上表面相同的方法检测晶片(W)下表面。
同时，晶片检测机100包括两个晶片装配单元134，因而能够在检测晶片(W)的同时卸载已检测晶片和装载待检测的新晶片(W)。参考图7描述同时检测和加载/卸载晶片的步骤。
首先，当在第二区域132完成晶片检测时，旋转盘135旋转180度以将具有已检测晶片的晶片装配单元134的位置改变至第一区域131。然后，机器人111从位于第一区域131的晶片装配单元134中卸载已检测晶片并将晶片加载至储存盒150中(S31)。
然后，机器人111从FOUP盒120中取出待检测的新晶片(W)，移动至检测台130，并将晶片(W)加载至位于第一区域131的晶片装配单元134中(S32)。
待检测晶片(W)被加载后，旋转盘135旋转180度以将位于第一区域131的晶片(W)的位置改变至第二区域132，且在第二区域132上检测晶片(W)的上表面(S33)。优选地，在晶片检测过程中卸载已检测晶片和加载待检测的新晶片(W)。此处，优选地，加载新晶片的完成时间先于晶片检测的完成时间，且更优选地，新晶片加载完成时间等于晶片检测完成时间。
本发明交替地变换位于第一区域131和第二区域132的晶片装配单元134的相互位置，以使步骤S23至S25和步骤S31至S33同时进行，从而，无需步骤间的空载时间而检测晶片。
因此，传统晶片检测机在每个单个晶片上总共进行9个步骤，然而本发明的晶片检测机100首先在每个单个晶片上进行5个步骤，其后进行3个步骤。
应该理解，虽然示出了本发明的优选实施例，但本发明的详细说明和具体实例仅是为了说明性目的，这是因为，对本领域技术人员显而易见的是，在本发明的范围和精神内，本发明可以有各种改变和修改。
工业应用
基于本发明的晶片检测机和方法具有如下效果。
本发明将晶片检测工艺步骤合并在一起以同时检测晶片和加载待检测的新晶片，从而减少各步骤间的空载时间，即，生产时间(tact time)。因此，本发明增加了单位时间内已检测晶片的数量，从而提高了晶片制造工艺的生产率。本发明可以应用于所有需要连续处理晶片的自动化设备。

Claims (6)

1.一种晶片检测机，包括：
检测台，具有第一区域和第二区域，所述第一区域用于卸载已检测晶片并加载待检测的新晶片，所述第二区域用于检测晶片；
多个晶片装配单元，彼此面对安装于所述检测台上；
旋转盘，其上安装有所述多个晶片装配单元，旋转盘旋转以使每个晶片装配单元依次位于所述第一和第二区域；
机器人，用于从位于所述第一区域的所述晶片装配单元中卸载所述已检测晶片并将所述待检测的新晶片加载至位于所述第一区域的所述晶片装配单元；以及
晶片翻转装置，用于翻转加载至位于所述第二区域的所述晶片装配单元中的晶片。
2.根据权利要求1所述的晶片检测机，其中，在所述第二区域完成晶片检测以后，旋转所述旋转盘，以将位于所述第二区域的所述晶片装配单元移动至所述第一区域，且将位于所述第一区域的所述晶片装配单元移动至所述第二区域。
3.根据权利要求1所述的晶片检测机，其中，所述晶片翻转装置包括：
支撑件，向上移动至预定高度且向下移动至原始位置，用于翻转晶片；以及
导向杆，安装于所述支撑件的顶部，用于从位于所述第二区域的所述晶片装配单元中取出晶片，当所述支撑件向上移动至预定高度时，所述导向杆用于翻转晶片，当所述支撑件向下移动至原始位置时，所述导向杆用于将晶片放置于翻转的所述晶片装配单元中。
4.一种使用晶片检测机的晶片检测方法，其中，所述晶片检测机包括：检测台，其具有用于卸载已检测晶片和加载待检测的新晶片的第一区域和用于检测晶片的第二区域；以及多个晶片装配单元，其彼此面对安装于所述检测台上，所述方法包括：
(a)从位于所述第一区域的所述晶片装配单元中卸载已检测晶片，并将待检测的新晶片加载至位于所述第一区域的所述晶片装配单元；
(b)通过旋转，将位于所述第一区域的所述晶片装配单元移动至所述第二区域；
(c)检测晶片上表面，所述晶片被加载到通过旋转移动至所述第二区域的所述晶片装配单元中；
(d)使用晶片翻转装置翻转晶片并检测所述晶片的下表面；以及
(e)通过旋转，将位于所述第二区域的所述晶片装配单元移动至所述第一区域；
其中，进行步骤(a)的同时进行步骤(c)和(d)。
5.根据权利要求4所述的晶片检测方法，其中，用于翻转所述晶片的步骤(d)包括：
从所述晶片装配单元中取出晶片；
将所述晶片向上移动至预定高度；
通过旋转翻转所述晶片；以及
再将翻转过的晶片放回所述晶片装配单元。
6.根据权利要求4所述的晶片检测方法，其中，在所述第一区域的卸载已检测晶片和加载新晶片的完成时间先于或等于在所述第二区域的晶片检测的完成时间。
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