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Die Erfindung betrifft das Gebiet der Waferumlade- und -erkennungstechnologie und insbesondere ein Waferförder- und -erkennungssystem, das eine Erkennungseinheit relativ zu den zweiten Fördereinheiten bewegt, um Wafer bei der zweiten Fördereinheit zu erkennen, wenn die zweite Fördereinheit vorübergehend angehalten worden ist, und um dadurch die Wafererkennungsgenauigkeit zu verbessern.
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Während der Waferherstellung können hergestellte Wafer erkannt werden, wobei es z. B. notwendig sein kann, die Struktur, die Schaltungsverbindung und den Aufdruck hergestellter Wafer zu erkennen. Um die Wafer effizienter untersuchen zu können, werden hergestellte Wafer ferner während des Umladens erkannt.
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1 veranschaulicht ein Waferförder- und -erkennungssystem in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik. Wie gezeigt ist, umfasst das Waferförder- und -erkennungssystem 10 ein Förderband 11 und eine Erkennungseinheit 13. Die Erkennungseinheit 13 ist vom Flächentyp und über dem Förderband 11 angeordnet. Zum Beispiel ist ein Träger 15 vorgesehen, der das Förderband 11 und die Erkennungseinheit 13 verbindet.
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Das Förderband 11 kann Wafer 12 umladen. Da die Erkennungseinheit 13 über dem Waferumladeweg angeordnet ist, kann sie Wafer 12, die durch das Förderband 11 umgeladen werden, erkennen. Da die Erkennungseinheit 13 Wafer 12, wenn sie durch das Förderband 11 umgeladen werden, erkennt, wird die Wafererkennungszeit verkürzt.
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Unter Anwendung des oben erwähnten Waferförder- und -erkennungssystems 10 werden hergestellte Wafer 12 in kurzer Zeit erkannt. Da die Erkennungseinheit 13 vom Flächentyp ist, kann sie ferner Wafer 12 erkennen oder die Bilder von Wafern 12 in einer großen Fläche aufnehmen. Die Erkennungseinheit 13 kann ein Bildsensor sein. Die Erkennungsfläche A1 der Erkennungseinheit 13 ist größer als die Fläche eines Wafers 12. Somit kann die Erkennungseinheit 13 durch eine einzige Aktion einen Wafer 12 erkennen oder das Bild eines Wafers 12 aufnehmen.
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Obwohl die Erkennungseinheit 13 Wafer 12 schnell erkennen kann, kann sie aber während des Umladens des Wafers 12 durch das Förderband 11 ein verzerrtes Bild aufnehmen, wobei die Auflösung des erhaltenen Bilds niedrig sein kann und z. B. die Randfläche des erhaltenen Bilds verzerrt sein kann, wodurch die Erkennungsgenauigkeit verringert wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Waferförder- und -erkennungssystem zu schaffen, bei dem die Erkennungseinheit durch einen Antriebsmechanismus so bewegt werden kann, dass sie unbewegliche Wafer abtasten und erkennen kann, wodurch die Erkennungsgenauigkeit und die Deutlichkeit des Waferbilds verbessert werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Waferförder- und -erkennungssystem nach Anspruch 1 bzw. durch ein Wafererkennungsverfahren nach Anspruch 9. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird ein Waferförder- und -erkennungssystem geschaffen, das eine zweite Fördereinheit zum Tragen und Umladen von Wafern verwendet und bei dem die Erkennungseinheit angetrieben wird, um Wafer bei der zweiten Fördereinheit zu erkennen, wenn die zweite Fördereinheit vorübergehend angehalten worden ist, sodass die Störung von Vibrationen vermieden wird und die Erkennungsgenauigkeit verbessert wird.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein Waferförder- und -erkennungssystem geschaffen, das zum Bewegen der Erkennungseinheit relativ zu der zweiten Fördereinheit einen sehr stabilen Antriebsmechanismus verwendet, wodurch die Erkennungsstabilität verbessert wird.
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Gemäß einem nochmals weiteren Merkmal der Erfindung wird ein Waferförder- und -erkennungssystem geschaffen, das zum Erkennen von Wafern eine lineare Erkennungseinheit verwendet und das zum Bewegen der linearen Erkennungseinheit relativ zu den zu erkennenden Wafern einen Antriebsmechanismus verwendet, wodurch eine Bildverzerrung vermieden wird.
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Gemäß einem abermals weiteren Merkmal der Erfindung wird ein Waferförder- und -erkennungssystem geschaffen, das zum Erkennen von Wafern anstelle einer Erkennungseinheit vom Flächentyp eine lineare Erkennungseinheit verwendet, wodurch die Kosten gesenkt werden.
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Gemäß einem wiederum weiteren Merkmal der Erfindung wird ein Waferförder- und -erkennungssystem geschaffen, das eine dritte Fördereinheit verwendet, um ungenau erkannte Wafer zu der zweiten Erkennungseinheit zurück umzusetzen, damit die Erkennungseinheit ungenau erkannte Wafer erneut erkennen kann, wodurch die Erkennungsleistung verbessert wird.
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Ein Waferförder- und -erkennungssystem der Erfindung umfasst eine erste Fördereinheit, die für das Umladen wenigstens eines Wafers ausgelegt ist, eine zweite Fördereinheit, die für das Empfangen und Umladen des wenigstens einen Wafers von der ersten Fördereinheit ausgelegt ist, eine Erkennungseinheit, die für das Erkennen des wenigstens einen Wafers bei der zweiten Fördereinheit ausgelegt ist, und einen Antriebsmechanismus, der mit der Erkennungseinheit verbunden ist und zum Bewegen der Erkennungseinheit relativ zu der zweiten Fördereinheit ausgelegt ist, um zu ermöglichen, dass die Erkennungseinheit den wenigstens einen Wafer bei der zweiten Fördereinheit erkennt, wenn die zweite Fördereinheit vorübergehend angehalten worden ist.
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Ein Wafererkennungsverfahren der Erfindung wird in einem Waferförder- und -erkennungssystem verwendet, das eine erste Fördereinheit, eine zweite Fördereinheit, eine Erkennungseinheit und einen Antriebsmechanismus umfasst. Das Wafererkennungsverfahren umfasst die Schritte des Ermöglichens, dass wenigstens ein Wafer durch die erste Fördereinheit zu der zweiten Fördereinheit umgeladen wird, des vorübergehenden Anhaltens der zweiten Fördereinheit und des Antreibens des Antriebsmechanismus, um die Erkennungseinheit relativ zu der zweiten Fördereinheit zu bewegen, und daraufhin des Antreibens der Erkennungseinheit, damit sie den wenigstens einen Wafer bei der zweiten Fördereinheit erkennt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:
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1 die bereits erwähnte schematische Darstellung eines Waferförder- und -erkennungssystems des Standes der Technik;
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2 eine schematische konstruktive Ansicht eines Waferförder- und -erkennungssystems in Übereinstimmung mit der Erfindung;
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3 eine schematische Seitenansicht des Waferförder- und -erkennungssystems; und
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4A–4F den Waferumlade-Betriebsablauf des Waferförder- und -erkennungssystems.
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Das in 2 gezeigte Waferförder- und -erkennungssystem 20 in Übereinstimmung mit der Erfindung umfasst eine erste Fördereinheit 21, eine zweite Fördereinheit 23, einen Antriebsmechanismus 25 und eine Erkennungseinheit 27. Die erste Fördereinheit 21 ist zum Fördern von Wafern 22 zu der zweiten Fördereinheit 23 zum Empfangen eines Wafers 22 ausgelegt. Der Antriebsmechanismus 25 ist dafür ausgelegt, die Erkennungseinheit 27 anzutreiben, um Wafer 22 zu erkennen, die zu der zweiten Fördereinheit 23 transportiert werden.
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Die erste Fördereinheit 21 und die zweite Fördereinheit 23 sind Förderbänder zum Fördern von Wafern 22. Die zweite Fördereinheit 23 ist mit der ersten Fördereinheit 21 verbunden, um Wafer 22 von der ersten Fördereinheit 21 zu empfangen. Die Erkennungseinheit 27 ist mit dem Antriebsmechanismus 25 verbunden und durch den Antriebsmechanismus 25 beweglich. Zum Beispiel kann der Antriebsmechanismus 25 an einer Querseite oder an der Oberseite der zweiten Fördereinheit 23 angeordnet sein, um die Erkennungseinheit 27 über der zweiten Fördereinheit 23 zu bewegen und zu ermöglichen, dass die Erkennungseinheit 27 Wafer 22 bei der zweiten Fördereinheit 23 erkennt.
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Während des Betriebs des Waferförder- und -erkennungssystems 20 liefert die erste Fördereinheit 21 Wafer 22 einzeln zu der zweiten Fördereinheit 23. Wenn die zweite Fördereinheit 23 einen Wafer 22 von der ersten Fördereinheit 21 empfängt, wird sie vorübergehend angehalten, um den Wafer 22 an seiner Stelle zu halten. Sofort nach dem Anhalten der zweiten Fördereinheit 23 bewegt der Antriebsmechanismus 25 die Erkennungseinheit 27, um den Wafer 22 bei der zweiten Fördereinheit 23 abzutasten oder zu erkennen oder um das Bild des Wafers 22 bei der zweiten Fördereinheit 23 abzurufen.
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Die Erkennungseinheit 27 kann gesteuert werden, um einen Wafer 22 bei der zweiten Fördereinheit 23 zu erkennen. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Erkennungseinheit 27 wenigstens eine Linse und einen Sensor (eine ladungsgekoppelte Vorrichtung oder einen Komplementär-Metalloxid-Halbleiter). Das reflektierte oder gestreute Licht von dem Wafer 22 geht durch wenigstens eine Linse und fällt auf den Sensor, sodass die Erkennungseinheit 27 das Bild des Wafers 22 abruft. Eine weitere Bildvergleichsprozedur kann genutzt werden, um das durch die Erkennungseinheit 27 abgerufene Bild des Testwafers 22 mit vorgegebenen Referenzdaten zu vergleichen und somit die Überprüfung des Testwafers 22 abzuschließen. Zum Beispiel kann die Erkennungseinheit 27 mit einem externen Computersystem (nicht gezeigt) verbunden sein, um die abgerufenen Bilddaten des Testwafers 22 an das Computersystem zu senden, um zu ermöglichen, dass das Computersystem die Bilddaten des Testwafers 22 mit vorgegebenen Referenzdaten vergleicht und dadurch bestimmt, ob der Testwafer 22 mängelfrei oder defekt ist.
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Die Erkennungseinheit 27 kann eine lineare Erkennungseinheit sein. Normalerweise ist die Fläche A2 der Erkennungszone 271 der Erkennungseinheit 27 kleiner als die Fläche des Testwafers 22. Somit ist eine Relativbewegung zwischen der Erkennungseinheit 27 und dem Testwafer 22 notwendig, damit die Erkennungseinheit 27 den Testwafer 22 abtasten bzw. das Bild des Testwafers 22 abrufen kann.
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In Übereinstimmung mit herkömmlichen Konstruktionen ist die Erkennungseinheit 27 unbeweglich und fördert die zweite Fördereinheit 23 weiter Wafer 22 zur Überprüfung über die Erkennungszone 271 der Erkennungseinheit 27. Die zweite Fördereinheit 23 ist hauptsächlich zum Fördern von Wafern 22 ausgelegt. Zur Kosteneinsparung ist die konstruktive Genauigkeit der zweiten Fördereinheit 23 weniger kritisch. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die zweite Fördereinheit 23 ein Förderband 231 und wenigstens eine Antriebswalze 233. Der Antrieb der wenigstens einen Antriebswalze 233 dreht das Förderband 231, um Wafer 22 zu liefern. Wenn die zweite Fördereinheit 23 Wafer 22 liefert, wird der Förderweg möglicherweise nicht ideal gerade gehalten. Irgendeine Vibration oder Änderung der Fördergeschwindigkeit kann veranlassen, dass sich der Bewegungsweg der geförderten Wafer 22 ändert. Falls die Erkennungseinheit 27 unbeweglich ist, kann zu diesem Zeitpunkt ein Erkennungsfehler auftreten.
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Der Antriebsmechanismus 25 ist im Vergleich zur ersten Fördereinheit 21 oder zur zweiten Fördereinheit 23 sehr stabil. Somit kann die Erkennungseinheit 27 stabil an dem Antriebsmechanismus 25 bewegt werden, wobei der Antriebsmechanismus 25 die Erkennungseinheit 27 z. B. mit konstanter Geschwindigkeit bewegen kann, wodurch irgendeine anomale Vibration während der Bewegung der Erkennungseinheit 27 vermieden wird. Somit kann die Erkennungseinheit 27 den Wafer 22 erkennen oder das Bild des Testwafers 22 genau abrufen.
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In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Antriebsmechanismus 25 wenigstens eine Schiene 251 und eine Antriebseinheit 253. Die Erkennungseinheit 27 ist an der Schiene 251 angebracht und durch die Antriebseinheit 253 entlang der Schiene 251 beweglich. Zum Beispiel kann eine Verbindungsvorrichtung 26 verwendet werden, um die Erkennungseinheit 27 mit der Schiene 251 zu verbinden und zu ermöglichen, dass die Erkennungseinheit 27 mit der Verbindungsvorrichtung 26 stabil entlang der Schiene 251 bewegt wird.
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Die zweite Fördereinheit 23 kann einen Wafer 22 oder mehrere Wafer 22 gleichzeitig transportieren. Falls die zweite Fördereinheit 23 so ausgelegt ist, dass sie mehrere Wafer 22 gleichzeitig transportiert, kann die Anzahl, in der der Antriebsmechanismus 25 während der Wafererkennungsprozedur vorübergehend angehalten wird, verhältnismäßig verringert werden, wodurch die Wafererkennungseffizienz verbessert wird. Zum Beispiel setzt die erste Fördereinheit 21 zwei Wafer 22 zu der zweiten Fördereinheit 23 und um wird die zweite Fördereinheit 23 vorübergehend angehalten, nachdem die zwei Wafer 22 zu der Erkennungszone bei der zweiten Fördereinheit 23 umgeladen worden sind. Wenn die zweite Fördereinheit 23 angehalten worden ist, bewegt der Antriebsmechanismus 25 die Erkennungseinheit 27, um die zwei Wafer 22 bei der zweiten Fördereinheit 23 zu erkennen. Es ist festzustellen, dass die Anzahl der auf der zweiten Fördereinheit 23 anzuordnenden Wafer 22 größer als 2 sein kann.
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In einer wie in 3 gezeigten weiteren Ausführungsform der Erfindung ist an einem Ende der zweiten Fördereinheit 23, das der ersten Fördereinheit 21 gegenüberliegt, eine dritte Fördereinheit 29 angeordnet. Nach Untersuchung des Wafers 22 wird die zweite Fördereinheit 23 gestartet, um den erkannten Wafer 22 zu der dritten Fördereinheit 29 zu liefern. Ferner können die Wafer 22, die durch die erste Fördereinheit 21, durch die zweite Fördereinheit 23 und/oder durch die dritte Fördereinheit 29 umgeladen werden sollen, Solarzellen-Siliciumwafer sein und kann die Erkennungseinheit 27 zum Erkennen von Solarzellen-Siliciumwafern ausgelegt sein.
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Das Waferförder- und -erkennungssystem 20 in 4A–4F umfasst eine erste Fördereinheit 21, eine zweite Fördereinheit 23, einen Antriebsmechanismus 25 und eine Erkennungseinheit 27, wobei die erste Fördereinheit 21 und die zweite Fördereinheit 23 für das Fördern von Wafern 22 ausgelegt sind, während der Antriebsmechanismus 25 für das Bewegen der Erkennungseinheit 27 relativ zu der zweiten Fördereinheit 23 zum Erkennen der Wafer 22 ausgelegt ist.
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Wie in 4A gezeigt ist, sind die erste Fördereinheit 21 und die zweite Fördereinheit 23 so nahe beieinander angeordnet, dass die erste Fördereinheit 21 wenigstens einen Wafer 22 zu der zweiten Fördereinheit 23 umladen kann. Die zweite Fördereinheit 23 empfängt und transportiert den Wafer 22 von der ersten Fördereinheit 21. In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform kann die zweite Fördereinheit 23 einen oder mehrere Wafer 22 gleichzeitig transportieren, wobei z. B. die zwei Wafer 22 gleichzeitig auf der zweiten Fördereinheit 23 transportiert werden. In einer weiteren Ausführungsform kann die zweite Fördereinheit 23 mehr als zwei Wafer 22 gleichzeitig transportieren. Nachdem die erste Fördereinheit 21 zwei Wafer 22 zu der zweiten Fördereinheit 23 umgeladen hat, wird die zweite Fördereinheit 23 vorübergehend angehalten, wobei die zwei Wafer 22 wie in 4B gezeigt auf der zweiten Fördereinheit 23 gehalten werden.
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Wenn die zweite Fördereinheit 23 vorübergehend angehalten worden ist, wird der Antriebsmechanismus 25 gestartet, um die Erkennungseinheit 27 zu bewegen, sodass die Erkennungseinheit 27 die zwei Wafer 22 abtasten kann. Zum Beispiel bewegt der Antriebsmechanismus 25 die Erkennungseinheit 27 wie in 4C und 4D gezeigt in Richtung von der ersten Fördereinheit 21 zu der dritten Fördereinheit 29. Das Waferförder- und -erkennungssystem 20 ist zum Transportieren der zu erkennenden Wafer 22 auf der zweiten Fördereinheit 23 ausgelegt, um zu ermöglichen, dass die Erkennungseinheit 27 durch den Antriebsmechanismus 25 relativ zu den stehenden Wafern 22 bewegt wird. Während der Bewegung der Erkennungseinheit 27 ist der Antriebsmechanismus 25 wesentlich stabiler als die zweite Fördereinheit 23, wodurch die Genauigkeit des Betriebs der Erkennungseinheit 27 bei der Überprüfung der Wafer 22 verbessert werden kann.
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Nachdem die Erkennungseinheit 27 die Überprüfung an den Wafern 22 bei der zweiten Fördereinheit 23 abgeschlossen hat, hält der Antriebsmechanismus 25 die Erkennungseinheit 27 an und wird die zweite Fördereinheit 23 neu gestartet, um die erkannten Wafer 22 wie in 4E gezeigt zu der dritten Fördereinheit 29 umzusetzen. Nachdem die zweite Fördereinheit 23 die erkannten Wafer 22 zu der dritten Fördereinheit 29 umgeladen hat, wird die erste Fördereinheit 21 neu gestartet, um zwei weitere Wafer 22 zur Überprüfung durch die Erkennungseinheit 27 zu der zweiten Fördereinheit 23 umzusetzen. Zum Beispiel bewegt der Antriebsmechanismus 25 die Erkennungseinheit 27 in Richtung von der dritten Fördereinheit 29 zu der ersten Fördereinheit 21, um wie in 4F gezeigt die zwei neuen Wafer 22 bei der zweiten Fördereinheit 23 zu erkennen.
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Dank der oben erwähnten Betriebsprozedur verwirklicht die Erfindung des Umladens und Überprüfung von Wafern 22. Ferner empfängt die zweite Fördereinheit 23 in einer weiteren alternativen Form der Erfindung Testwafer 22 von der ersten Fördereinheit 21, wenn erkannte Wafer 22 zu der dritten Fördereinheit 29 umgeladen werden.
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In einer Ausführungsform der Erfindung kann die dritte Fördereinheit 29 Wafer 22 zu der zweiten Fördereinheit 23 zurück umladen, um zu ermöglichen, dass die Erkennungseinheit 27 die Wafer 22 erneut erkennt. Gleichzeitig hält die erste Fördereinheit 21 das Umladen der Wafer 22 zu der zweiten Fördereinheit 23 an. Möglicherweise kann die Erkennungseinheit 27 z. B. die Überprüfung, da sich die Wafer 22 stapeln oder aus anderen Gründen, nicht abschließen, wenn die Wafer 22 durch die erste Fördereinheit 21 zu der zweiten Fördereinheit 23 umgeladen werden und wenn der Antriebsmechanismus 25 die Erkennungseinheit 27 bewegt, um die Wafer 22 bei der zweiten Fördereinheit 23 zu erkennen. Wenn dieses Problem auftritt, wird die erste Fördereinheit 21 vorübergehend angehalten und werden die Förderrichtungen der dritten Fördereinheit 29 und/oder der zweiten Fördereinheit 23 geändert, sodass die Wafer 22 von der dritten Fördereinheit 29 zu der zweiten Fördereinheit 23 umgeladen werden können, damit die Erkennungseinheit 27 die Wafer 22 erneut erkennen kann.
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Obwohl zur Veranschaulichung bestimmte Ausführungsformen der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, können daran verschiedene Änderungen und Verbesserungen vorgenommen werden, ohne von dem Erfindungsgedanken und Umfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend soll die Erfindung lediglich durch die beigefügten Ansprüche beschränkt sein.
