CN1319143C - 晶片预对准装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种晶片预对准装置和方法，可以简单地判断出晶片(1)是否到达了规定的计测位置，并且在到达了规定的位置上时向传感器控制器10输出计测指令，开始进行计测。该晶片预对准装置包括晶片转动单元(2)；转动检测单元(3)；向晶片的边缘部投光的投光单元(9)；配置成直线状的CCD线性传感器(26)；检测出晶片的边缘位置并求出取向面位置、凹口位置、以及中心位置中的至少一个的信号处理单元(10)、(17)，其特征在于，还具有：接收转动检测单元的信号并转换为转动位置信息的增减计数器(21a)；保存间隔角度转动时的转动位置信息的计测角度设定寄存器(21b)；对计测角度设定寄存器的设定值和增减计数器的计数值进行比较的比较器(21c)。

Description

晶片预对准装置和方法
技术领域
本发明涉及在半导体制造装置中使用的、用于检测或定位大致圆形的半导体晶片的位置和取向面、凹口等的位置的晶片预对准装置。
背景技术
首先，参照图4对以往的预对准传感器装置的结构进行说明。在图中，工作台4固定在电动机2上侧的轴前端，且可以转动，在工作台4上放上晶片1时，可以在设置在该外周部下侧的光源7与设置在上方的作为受光部的CCD(电荷耦合器件)线性传感器5之间形成遮挡。26是预对准传感器，包括：光源7、透镜8、CCD线性传感器5、CCD线性传感器安装基板6、以及侧面形状为“コ”字形的用于固定上述部件的框架。光源7的光通过透镜8而成为平行光，被CCD线性传感器5接受。10是传感器控制器，包括：CCD线性传感器驱动部11、晶片边缘检测部12、发光驱动部13、存储器14、CPU15、以及数据收发部16。系统控制器17包括：存储器18、CPU19、数据收发部20、编码器信号处理部21、电动机指令器22、晶片有无传感器信号部23、以及晶片搬运控制部24。发光驱动部13向光源7供给电流使其发光。CCD线性传感器驱动部11向由配置成直线状的、规定了顺序的多个像素构成的CCD线性传感器5发送作为将上述像素的累积电荷转换为电信号时的定时信号的读出选通脉冲(ROG)信号和传送脉冲信号，根据上述传送脉冲信号从位于扫描开始端的第1个像素开始顺序地读出累积电荷，并依次输出所有像素的累积电荷作为检测信号，晶片边缘检测部12接收该检测信号等来检测位置。该检测信息通过数据收发部16向外部输出。
系统控制器17的电动机指令器22将转动指令信号输出给电动机2，以使电动机2转动。晶片有无传感器25是光学式、接触式、或者静电电容式的传感器，与预对准传感器26分开设置，晶片有无传感器信号处理部23发挥晶片有无传感器25的功能，检测其前面有无晶片。编码器信号处理部21获取连接在电动机2上的编码器3的转动信号来检测电动机2的转动量。
在这种结构的基础上，系统控制器17和传感器控制器10进行如下动作。在工作台4上不存在晶片时，未图示的晶片搬运系统将晶片搬运到工作台4上之后，系统控制器17使工作台4转动，用编码器信号处理部21来计测编码器3的信号。并且，在达到规定的转动位置时，通过数据收发部20向传感器控制器10输出计测指令，使其开始计测。
传感器控制器10在接收到该计测指令输出时，使晶片边缘检测部12接收由CCD线性传感器5输出的晶片边缘信号，并通过数据收发部16将晶片边缘检测值输出给系统控制器17。
系统控制器17将接收到的该晶片边缘检测值和计测转动位置保存到存储器18中，一边转动晶片1，一边反复进行相同的动作，直到将晶片1转动一周以上为止，并将晶片1转动一周的外周数据存储到存储器18中。根据存储在该存储器18中的晶片1转动一周的外周数据，由CPU19求出晶片1的中心位置和取向面或凹口位置。
但是，根据以往技术，为了转动工作台4，利用编码器信号处理部21来计测编码器3的信号，并判断是否为规定的转动位置，系统控制器17必须将与计测点相同数目的计测位置信息保存到存储器18中，CPU19必须始终监视并比较所保存的计测位置信息和从编码器3中得到的转动位置信息。
另外，由于工作台4的转动不均匀等原因，在规定的计测位置上所计测的编码器3的信号的值会发生变化，容易造成多次在相同计测位置上进行计测的情况。因此，不能实现小型化、低成本化、系统的高效率化、以及测定的高速化等，成为阻碍实现晶片的大口径化和高产出化的重大问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种通过在编码器信号处理部21上追加功能，可以简单地判断晶片1是否到达了规定的计测位置，并在判断为到达了规定的位置时向传感器控制器10输出计测指令，开始进行计测的装置和方法。
为了解决上述问题，本发明的晶片预对准装置包括：晶片转动单元，在具有垂直方向的旋转轴的工作台上保持大致圆形的晶片并可使其转动；转动检测单元，检测该晶片转动单元的转动位置，并将所检测到的转动位置转换成电信号；投光单元，向保持在上述晶片转动单元上的晶片的边缘部投光；CCD线性传感器，由配置成直线状的规定了顺序的多个像素构成，根据传送脉冲信号，从第1个像素开始按顺序读出累积电荷，并将所有像素的累积电荷作为电信号依次输出；信号处理单元，在接收到该CCD线性传感器的信号和上述转动检测单元的信号时，在分布在上述晶片外周上的多个任意点上，多次检测上述晶片的边缘位置，并将所检测出的晶片边缘检测值保存在存储器中，根据该晶片边缘检测值求出上述晶片的取向面位置、凹口位置、以及中心位置中的至少一个，其特征在于，具有：增减计数器，接收上述转动检测单元的信号并转换成转动位置信息；计测角度设定寄存器，保存将上述转动检测单元的对应一周转动的计数除以在一周转动中进行计测的计测点数而得到的角度值信息；和比较器，对设定在上述计测角度设定寄存器中的设定值和上述增减计数器的计数值进行比较。
这样的结构，可以简单地判断出晶片是否到达了规定的计测位置，并且在到达了规定的计测位置时可以向传感器控制器输出计测指令，使其开始进行计测。
附图说明
图1是表示本发明第1实施例的结构的框图。
图2是表示本发明第2实施例的结构的框图。
图3是对本发明的编码器处理部进行说明的时序图。
图4是表示以往的晶片预对准装置的结构的框图。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示作为本发明第1实施例的晶片预对准装置的结构的框图，图3是对本发明的编码器处理部进行说明的时序图。
在图1中，29是晶片定位机构，包括：电动机2、利用电动机2而转动且保持被测定物的晶片1的工作台4、以及连接在电动机2上的用于检测电动机2的转动位置的编码器3。26是预对准传感器，包括：从侧面看形状为“コ”字状的框架、设置在框架下部的光源7、使光源7的光转换为平行光的透镜8、以及接受平行光的CCD线性传感器5。CCD线性传感器5由配置成直线状的决定了顺序的多个像素构成，从第1个像素开始按顺序扫描，读出与来自光源7的入射光大致成比例的累积电荷，并将所有像素的累积电荷作为电信号顺序地输出。
10是传感器控制器，包括：驱动CCD线性传感器5的CCD线性传感器驱动部11、从CCD线性传感器5的第1个像素开始一直扫描到最后一个像素并对信号变化的点的晶片边缘信号进行检测的晶片边缘检测部12、对光源7的投光进行ON/OFF控制的发光驱动部13、存储器14、CPU15、以及与外部进行信号收发的数据收发部16。
17是系统控制器，包括：使电动机4转动的电动机指令器22、编码器信号处理部21、存储计测角度设定值和晶片边缘检测值的存储器18、CPU19、与传感器控制器10进行信号收发的数据收发部20。
编码器信号处理部21包括：对将上述转动检测单元的对应一周转动的计数除以一周转动中所计测的计测点数而得到的角度值信息进行设定的计测角度设定寄存器21b；接收编码器3的转动位置信号并在正向转动时加计数，在逆向转动时减计数的增减计数器21a；当判断出计测角度设定寄存器21b的角度值信息和增减计数器21a所得到的计数值相等时，输出计测指令，同时将计数值清零的比较器21c。
CPU19在根据存储在存储器18中的计测角度设定值和晶片边缘检测值算出晶片的取向面和凹口位置、中心位置中的至少一个时，向未图示的晶片搬运系统发送指令，使其将晶片1从工作台4上向搬运目的地搬运。由这些晶片定位机构29、预对准传感器26、传感器控制器10、以及系统控制器17构成晶片预对准装置。
在这种结构的基础上，本发明的晶片预对准装置进行如下动作。
首先，系统控制器17在计测角度设定寄存器21b中，对转动检测单元的对应一周转动的计数除以转动一周所计测的计测点数而得到的角度值信息进行设定。
在工作台4上没有晶片时，未图示的晶片搬运系统向工作台4上搬运晶片之后，转动工作台4。
在编码器信号处理部21中，增减计数器21a接收转动位置信号，当工作台4正向转动时加计数、逆向转动时减计数来增减计数值，得到转动位置信息。比较器21c判断出计测角度设定寄存器21b的设定值和增减计数器21a的计数值相等之后，输出计测指令，同时，对计数值进行清零。
如果传感器控制器10接收到该计测指令输出，则晶片边缘检测部12接收CCD线性传感器5输出的晶片边缘信号，并通过数据收发部16向系统控制器17输出晶片边缘检测值。
系统控制器17将接收到的该晶片边缘检测值依次保存到存储器18中，反复进行相同的动作，将晶片1转动一周的外周数据存储到存储器18中，直到晶片1转动一周以上为止。CPU19根据该存储到存储器18中的晶片1转动一周的外周数据进行公知的运算，求出晶片1的中心位置和取向面或凹口位置。
此处，例如编码器信号处理部21的增减计数器21a是可以从0增减计数到255的计数器，在计测角度设定寄存器21b中设定了设定值5时的时序图如图3a、图3b所示。
在判断出计测角度设定寄存器21b的设定值和增减计数器21a的计数值相等后，如果在输出计测指令的同时将计数值清零，则如图3b所示，即使因工作台4的转动不均等的原因而使工作台4在正向转动时发生瞬间的逆向转动，也能够避免在相同计测点输出计测指令的问题。
接下来，根据附图对本发明第2实施例进行说明。图2是表示作为本发明第2实施例的晶片预对准装置的结构的框图。
在图中，与第1实施例的结构上的不同点在于，包括增减计数器21a、计测角度设定寄存器21b、以及比较器21c的编码器信号处理部21不是安装在系统控制器17上，而是安装在传感器控制器10上。
在这种结构的基础上，本发明的晶片预对准装置进行如下动作。首先，系统控制器17通过数据收发部20在计测角度设定寄存器21b中对将转动检测单元的对应一周转动的计数除以转动一周进行计测的计测点数而得到的角度值信息进行设定。在工作台4上没有晶片时，未图示的晶片搬运系统向工作台4上搬运晶片之后，转动工作台4。
安装在传感器控制器10上的编码器信号处理部21进行如下动作。在增减计数器21a接收转动位置信号时，当工作台4正向转动时加计数、逆向转动时减计数来增减计数值，得到转动位置信息。在由比较器21c判断出计测角度设定寄存器21b的设定值和增减计数器21a的计数值相等之后，输出计测指令，同时为了使增减计数器21a与连续输入的编码器3的信号对应，将计数值清零。
晶片边缘检测部12在输入该计测指令输出时，接收CCD线性传感器5输出的晶片边缘信号，通过数据收发部16将晶片边缘检测值输出给系统控制器17。
系统控制器17将接收到的该晶片边缘检测值依次保存到存储器18中，反复进行相同的动作，将晶片1转动一周的外周数据存储到存储器18中，直到晶片1转动一周以上为止。根据该存储到存储器18中的晶片1转动一周的外周数据，利用CPU19求出晶片1的中心位置和取向面或凹口位置。
根据本发明，利用编码器信号处理部21计测编码器3的信号，为了判断出是否达到了规定的转动位置，只将计测点数目的规定计测位置保存到存储器18中，而不用CPU19时常监视比较所保存的该计测位置和从编码器3中得到的转动位置，由于编码器信号处理部21包括：可以对与计测点间的间隔角度对应的转动位置信息进行设定的计测角度设定寄存器21b；处理编码器3的转动位置信号，当正向转动时加计数、逆向转动时减计数的增减计数器21a；在判断出计测角度设定寄存器21b的设定值和增减计数器21a所得到的转动位置信息相等之后，输出计测指令，同时为了使上述增减计数器与连续输入的转动检测单元的信号对应，将上述计数值清零的比较器21c，因此，具有可以用简单的硬件构成、可以减轻CPU的处理负荷、减少存储器容量的效果。
由于在输出计测指令的同时将计数值清零，因此，具有如下的效果：不会由于工作台4的转动不均等的原因，使在规定的计测位置上计测了编码器3的信号的值发生变化，也不会多次在相同的计测位置上进行计测，从而提高了系统的效率，另外，由于编码器信号处理部21可以安装在系统控制器17或传感器控制器10的任意一个上，所以可以达到自由地构成系统结构的效果。

Claims (2)

1、一种晶片预对准装置，包括：
晶片转动单元，在具有垂直方向的旋转轴的工作台上保持大致圆形的晶片并可使其转动；
转动检测单元，检测该晶片转动单元的转动位置，并将所检测到的转动位置转换成电信号；
投光单元，向保持在上述晶片转动单元上的晶片的边缘部投光；
电荷耦合器件线性传感器，由配置成直线状的规定了顺序的多个像素构成，根据传送脉冲信号，从第1个像素开始按顺序读出累积电荷，并将所有像素的累积电荷作为电信号依次输出；和
信号处理单元，在接收到该电荷耦合器件线性传感器的信号和上述转动检测单元的信号时，在分布在上述晶片外周上的多个任意点上，多次检测上述晶片的边缘位置，并将所检测出的晶片边缘检测值保存在存储器中，根据所述晶片边缘检测值求出上述晶片的取向面位置、凹口位置、以及中心位置中的至少一个，
其特征在于，具有：
增减计数器，接收上述转动检测单元的信号并进行计数；
计测角度设定寄存器，保存将上述转动检测单元的对应一周转动的计数除以在一周转动中进行计测的计测点数而得到的角度值信息；和
比较器，对设定在上述计测角度设定寄存器中的上述角度值信息和上述增减计数器的计数值进行比较。
2、一种晶片预对准方法，是在晶片预对准装置中使用的方法，该晶片预对准装置包括：
晶片转动单元，在具有垂直方向的旋转轴的工作台上保持大致圆形的晶片并可使其转动；
转动检测单元，检测该晶片转动单元的转动位置，并将所检测到的转动位置转换成电信号；
投光单元，向保持在上述晶片转动单元上的晶片的边缘部投光；
电荷耦合器件线性传感器，由配置成直线状的规定了顺序的多个像素构成，根据传送脉冲信号，从第1个像素开始按顺序读出累积电荷，并将所有像素的累积电荷作为电信号依次输出；
信号处理单元，其接收该电荷耦合器件线性传感器的信号和上述转动检测单元的信号时，在分布在上述晶片外周的多个任意点上，多次检测上述晶片的边缘位置，并将所检测出的晶片边缘检测值保存在存储器中，根据所述晶片边缘检测值求出上述晶片的取向面位置、凹口位置、以及中心位置中的至少一个，
增减计数器，所述增减计数器在上述晶片转动单元正向转动时加计数、逆向转动时减计数；
计测角度设定寄存器；和
比较器，
其特征在于，所述方法包括以下步骤：
在计测角度设定寄存器中，设定通过上述转动检测单元的对应一周转动的计数除以一周转动中进行计测的计测点数而得到的角度值信息；
将上述转动检测单元的信号输入给增减计数器中；
使上述晶片转动单元转动，并通过增减计数值而得到转动位置信息，如果比较器判断出计测角度设定寄存器的设定值和上述增减计数器所得到的转动位置信息相等，
则在输出计测指令的同时将上述计数值清零，
在分布在上述晶片外周上的上述计测点上反复检测上述晶片的边缘位置，
将所检测出的晶片边缘检测值保存在存储器中，
根据所述晶片边缘检测值检测值求出上述晶片的取向面位置、凹口位置、以及中心位置中的至少一个。
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