DE10253250A1 - Automatic precision alignment method for a semiconductor wafer cutting device in which the wafer is aligned with a virtual line through its center, determined using a key pattern, parallel to the wafer cutting direction - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Ausrichtungsverfahren für eine Halbleiterwaferschneidevorrichtung, und insbesondere ein automatisches Präzisionsausrichtungsverfahren, das durch eine Halbleiterwaferschneidevorrichtung zum Anordnen eines Halbleiterwafers an einer erforderlichen Position auszuführen ist.The invention relates to an alignment method for one Semiconductor wafer cutting device, and especially an automatic one Nudge procedures by a semiconductor wafer cutting device for arranging a Semiconductor wafers to be executed at a required position.
Bei einer herkömmlichen Halbleiterwaferschneidevorrichtung wird das Anordnen eines Halbleiterwafers an einer erforderlichen Schneideposition manuell gesteuert. Der manuelle Steuervorgang beinhaltet eine wiederholte abstimmende Einstellung zum präzisen Ausrichten des Halbleiterwafers an einer Schneideeinheit und ist daher lästig und zeitraubend.In a conventional semiconductor wafer cutter arranging a semiconductor wafer on a required one Manually controlled cutting position. The manual control process includes a repeated tuning setting for precise alignment of the semiconductor wafer on one cutting unit and is therefore annoying and time-consuming.
Zur Bewältigung des obengenannten Nachteils wurde vordem im US-Patent 4,757,550 ein automatisches Präzisionsausrichtungssystem vorgeschlagen. In dem vorgeschlagenen System kommen zwei Kameras mit verschiedenen Vergrößerungen zur Aufnahme von Bildern eines Halbleiterwafers zur Anwendung, der automatisch ausgerichtet werden soll. Obwohl durch das vorgeschlagene System tatsächlich der Ausrichtungszeitraum verkürzbar ist, erhöht die Notwendigkeit, zwei Kameras zu installieren, die Einrichtungskosten des vorgeschlagenen Systems.To overcome the above disadvantage previously disclosed an automatic precision alignment system in U.S. Patent 4,757,550 proposed. In the proposed system there are two cameras with different magnifications Taking pictures of a semiconductor wafer for use automatically to be aligned. Although through the proposed system indeed the targeting period can be shortened is increased the need to install two cameras, the set-up cost of the proposed system.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein automatisches Präzisionsausrichtungsverfahren bereitzustellen, das durch eine Halbleiterwaferschneidevorrichtung zum Anordnen eines Halbleiterwafers an einer erforderlichen Position ausgeführt wird, und das die Verwendung von lediglich einer einzelnen Kamera zur Erzielung niedrigerer Kosten erfordert.It is therefore the object of the present invention an automatic precision alignment process to provide by a semiconductor wafer cutter for arranging a semiconductor wafer at a required position accomplished the use of a single camera to achieve lower costs.
Gemäß der vorliegenden Erfindung soll ein automatisches Präzisionsausrichtungsverfahren durch eine Halbleiterwaferschneidevorrichtung zum Anordnen eines Halbleiterwafers an einer erforderlichen Position ausgeführt werden. Der Halbleiterwafer ist mit einer Anordnung von polygonalen Schaltungsbereichen ausgebildet. Benachbarte polygonale Schaltungsbereiche sind durch geradlinige Schnittbahnen räumlich voneinander getrennt. Die Halbleiterwaferschneidevorrichtung beinhaltet eine Plattform, eine Kameraeinheit, eine Schneideeinheit und eine Verarbeitungseinheit. Die Plattform wird zum Halten des Halbleiterwafers verwendet, ist entlang einer ersten Achse bewegbar und ist um eine zweite Achse drehbar, die schräg zur ersten Achse verläuft. Die Kameraeinheit ist über der Plattform angeordnet, zum Erzeugen einer elektrischen Ausgabe betreibbar, die zumindest einem Teil eines Bildes des Halbleiterwafers auf der Plattform entspricht, und entlang einer dritten Achse bewegbar, die schräg zur ersten und zweiten Achse verläuft. Die Schneideeinheit ist mit der Kameraeinheit entlang der dritten Achse bewegbar und ferner entlang der zweiten Achse bewegbar. Die Verarbeitungseinheit ist elektrisch an die Plattform, die Kameraeinheit und die Schneideeinheit gekoppelt. Die Verarbeitungseinheit empfängt die elektrische Ausgabe der Kameraeinheit und steuert Bewegungen der Plattform, der Kameraeinheit und der Schneideeinheit. Die Verarbeitungseinheit ist mit einer Schlüsselmusterdatenbank konfiguriert, die ein Schlüsselmuster eines polygonalen Schlüsselschaltungsbereichs mit zumindest einer ersten Abmessung entlang einer ersten Schnittrichtung und einer zweiten Abmessung entlang einer zweiten Schnittrichtung aufweist.According to the present invention is supposed to perform an automatic precision alignment process a semiconductor wafer cutting device for arranging a semiconductor wafer run in a required position. The semiconductor wafer is formed with an arrangement of polygonal circuit areas. Adjacent polygonal circuit areas are indicated by straight lines Cutting paths spatially separated from each other. The semiconductor wafer cutter includes a platform, a camera unit, a cutting unit and one Processing unit. The platform is used to hold the semiconductor wafer used, is movable along a first axis and is about a second axis rotatable, the oblique runs to the first axis. The Camera unit is over the platform is arranged to generate an electrical output operable, the at least part of an image of the semiconductor wafer on the platform, and movable along a third axis, the weird runs to the first and second axes. The cutting unit is with the camera unit is movable along the third axis and further movable along the second axis. The processing unit is electrically coupled to the platform, the camera unit and the cutting unit. The processing unit receives the electrical output of the camera unit and controls movements the platform, the camera unit and the cutting unit. The processing unit is with a key pattern database configured which is a key pattern of a polygonal key circuit area with at least a first dimension along a first cutting direction and a second dimension along a second cutting direction having.
Das automatische Präzisionsausrichtungsverfahren umfasst die Schritte:The automatic precision alignment process includes the steps:
- (a) Anordnen des Halbleiterwafers auf der Plattform und Versetzen der Verarbeitungseinheit in die Lage zum Bewegen der Plattform und der Kameraeinheit in anfängliche Positionen;(a) placing the semiconductor wafer on the platform and enabling the processing unit to move the Platform and camera unit in initial positions;
- (b) Versetzen der Verarbeitungseinheit in die Lage zum Abgleichen der elektrischen Ausgabe der Kameraeinheit mit dem Schlüsselmuster, um eine Vielzahl von benachbarten Arbeitsmustern in der elektrischen Ausgabe der Kameraeinheit zu finden und Mittelpunktskoordinaten der Arbeitsmuster aufzuzeichnen;(b) Enable the processing unit to align the electrical output of the camera unit with the key pattern, around a variety of adjacent work patterns in the electrical Output camera unit to find and center coordinates record the work pattern;
- (c) Versetzen der Verarbeitungseinheit in die Lage zum Errechnen von mindestens einem Entfernungswert, der den Mittelpunktskoordinaten eines entsprechenden benachbarten Paars der Arbeitsmuster zugeordnet ist;(c) Enable the processing unit to calculate of at least one distance value that corresponds to the center point coordinates assigned to a corresponding neighboring pair of the working patterns is;
- (d) Versetzen der Verarbeitungseinheit in die Lage zum Bestimmen, ob irgendein Entfernungswert, der in Schritt (c) errechnet wurde, mit der ersten oder zweiten Abmessung des polygonalen Schlüsselschaltungsbereichs übereinstimmt; und(d) enabling the processing unit to determine, whether any distance value calculated in step (c) matches the first or second dimension of the polygonal key circuit area; and
- (e) auf eine Bestimmung hin, dass ein Entfernungswert, der in Schritt (c) errechnet wurde, vorliegt, der mit der ersten oder zweiten Abmessung des polygonalen Schlüsselschaltungsbereichs übereinstimmt, Versetzen der Verarbeitungseinheit in die Lage zum Drehen der Plattform um die zweite Achse, so dass eine imaginäre Linie, die die Mittelpunktskoordinaten miteinander verbindet, welche dem Entfernungswert zugeordnet sind, parallel zu der ersten oder zweiten Schnittrichtung verläuft.(e) upon a determination that a range value that is in Step (c) has been calculated, is that with the first or second Dimension of the polygonal key circuit area matches, Enabling the processing unit to rotate the platform around the second axis so that an imaginary line that represents the center coordinates connects with each other, which are assigned to the distance value, runs parallel to the first or second cutting direction.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, wobei:Other features and advantages of present invention will become apparent from the following detailed description of the preferred embodiments below Reference is made to the accompanying drawings, in which:
Unter Bezugnahme auf
Wie in
Unter Bezugnahme auf
Anordnen eines Schlüsselhalbleiterwafers
Aktivieren der Kameraeinheit
Versetzen der Verarbeitungseinheit
Durchführen eines
herkömmlichen
manuellen Ausrichtungsvorgangs zum Steuern der Verarbeitungseinheit
Versetzen der
Verarbeitungseinheit
Arranging a key semiconductor wafer
Activate the camera unit
Relocate the processing unit
Performing a conventional manual alignment process to control the processing unit
Relocate the processing unit
Wie in
Nach dem Konfigurieren der Verarbeitungseinheit
-
(a) Anordnen des Halbleiterwafers
101 auf der Plattform1 und Versetzen der Verarbeitungseinheit4 in die Lage zum Bewegen der Plattform1 und der Kameraeinheit3 in anfängliche Positionen;(a) Arranging the semiconductor wafer101 on the platform1 and moving the processing unit4 able to move the platform1 and the camera unit3 in initial positions; -
(b) Versetzen der Verarbeitungseinheit
4 in die Lage zum Abgleichen der elektrischen Ausgabe der Kameraeinheit3 mit dem Schlüsselmuster13 , um unter Anwendung bekannter Musterabgleichtechniken eine Vielzahl von benachbarten Arbeitsmustern in der elektrischen Ausgabe der Kameraeinheit3 zu finden, und um Mittelpunktskoordinaten der Arbeitsmuster aufzuzeichnen. Unter Bezugnahme auf7 werden in dieser Ausführungsform drei Arbeitsmuster22 ,23 ,24 in diesem Schritt gefunden. Falls weniger als zwei Arbeitsmuster gefunden werden, wenn etwa das Bild eines Begrenzungsabschnitts des Halbleiterwafers101 durch die Kameraeinheit3 aufgenommen wird, wird die Verarbeitungseinheit4 in die Lage versetzt, eine Bewegung der Plattform1 entlang der ersten Achse (X) und eine Bewegung der Kameraeinheit3 entlang der dritten Achse (Y) anzutreiben, so dass eine Vielzahl der Arbeitsmuster22 ,23 ,24 in der elektrischen Ausgabe der Kameraeinheit3 auffindbar ist;(b) Relocate the processing unit4 able to match the electrical output of the camera unit3 with the key pattern13 to perform a variety of adjacent work patterns in the electrical output of the camera unit using known pattern matching techniques3 to find, and to record center coordinates of the work patterns. With reference to7 are three working patterns in this embodiment22 .23 .24 found in this step. If fewer than two working patterns are found, such as the image of a boundary portion of the semiconductor wafer101 through the camera unit3 is included, the processing unit4 enabled movement of the platform1 along the first axis (X) and a movement of the camera unit3 to drive along the third axis (Y), so that a variety of working patterns22 .23 .24 in the electrical output of the camera unit3 can be found; -
(c) Versetzen der Verarbeitungseinheit
4 in die Lage zum Errechnen von zumindest einem Entfernungswert, der den Mittelpunktskoordinaten eines entsprechenden benachbarten Paars der Arbeitsmuster zugeordnet ist. In dieser Ausführungsform werden drei Entfernungswerte (S1, S2, S3) errechnet und den Arbeitsmustern22 und23 bzw.23 und24 bzw.24 und22 zugeordnet, wie am besten in7 gezeigt;(c) Relocate the processing unit4 able to calculate at least one distance value which is assigned to the center coordinates of a corresponding adjacent pair of the working patterns. In this embodiment, three distance values (S1, S2, S3) and the working patterns are calculated22 and23 respectively.23 and24 respectively.24 and22 assigned as best in7 shown; -
(d) Versetzen der Verarbeitungseinheit
4 in die Lage zum Bestimmen, ob irgendein Entfernungswert, der in Schritt (c) errechnet wurde, mit der ersten oder zweiten Abmessung (D1, D2) des rechteckigen Schlüsselschaltungsbereichs11 übereinstimmt. In dieser Ausführungsform wird eine optimale Übereinstimmung zwischen jedem Entfernungswert (S1, S2, S3) und einer vorgegebenen der ersten und zweiten Abmessung (D1, D2) bestimmt. Zum Bestimmen der optimalen Übereinstimmung wird ein Differenzwert zwischen jedem Entfernungswert (S1, S2, S3) und der vorgegebenen Abmessung, z.B. der ersten Abmessung (D1), errechnet. Im Beispiel von7 wird der Differenzwert für den Entfernungswert (S2) als am nächsten zu Null erkannt, und es wird daher bestimmt, dass der Entfernungswert (S2) mit der ersten Abmessung (D1) übereinstimmt. Falls alle errechneten Differenzwerte einen voreingestellten Schwellenwert überschreiten, wird überdies eine Alarmausgabe erzeugt, um anzuzeigen, dass sich die Spezifikationen des Halbleiterwafers101 von denen des Schlüsselhalbleiterwafers10 unterscheiden, und der weitere Ausrichtungsvorgang der Verarbeitungseinheit4 wird angehalten;(d) Relocate the processing unit4 capable of determining whether any distance value calculated in step (c) with the first or second dimension (D1, D2) of the rectangular key circuit area11 matches. In this embodiment, an optimal match between each distance value (S1, S2, S3) and a predetermined one of the first and second dimensions (D1, D2) is determined. To determine the optimal match, a difference value between each distance value (S1, S2, S3) and the specified dimension, for example the first dimension (D1), is calculated. In the example of7 the difference value for the distance value (S2) is recognized as closest to zero, and it is therefore determined that the distance value (S2) matches the first dimension (D1). In addition, if all the calculated difference values exceed a preset threshold value, an alarm output is generated to indicate that the specifications of the semiconductor wafer101 of those of the key semiconductor wafer10 distinguish, and the further alignment process of the processing unit4 is stopped; -
(e) auf die Bestimmung hin, dass ein Entfernungswert, der in
Schritt (c) errechnet wurde, vorliegt, der mit der ersten oder zweiten
Abmessung (D1, D2) des rechteckigen Schlüsselschaltungsbereichs
11 übereinstimmt, Versetzen der Verarbeitungseinheit4 in die Lage zum Drehen der Plattform 1 um die zweite Achse (Z), so dass eine imaginäre Linie, die die Mittelpunktskoordinaten miteinander verbindet, welche dem Entfernungswert zugeordnet sind, parallel zu der ersten oder zweiten Schnittrichtung (x, y) verläuft. In dieser Ausführungsform dreht die Verarbeitungseinheit4 , wie in8 gezeigt, die Plattform 1 um die zweite Achse (Z), um das Waferbild, das auf dem Anzeigegerät5 angezeigt wird, um einen Mittelpunkt (x0, y0) zu drehen, so dass eine imaginäre Linie, die die Mittelpunktskoordinaten miteinander verbindet, welche dem Entfernungswert (S2) zugeordnet sind, parallel zur ersten Schnittrichtung (x) verläuft;(e) upon the determination that there is a range value calculated in step (c) that corresponds to the first or second dimension (D1, D2) of the rectangular key circuit area11 matches, move the processing unit4 capable of rotating the platform 1 about the second axis (Z) so that an imaginary line connecting the center coordinates which are associated with the distance value runs parallel to the first or second cutting direction (x, y). In this embodiment, the processing unit rotates4 , as in8th shown the platform 1 about the second axis (Z) to the wafer image that is on the display device5 is displayed to rotate a center point (x0, y0) so that an imaginary line connecting the center point coordinates associated with the distance value (S2) is parallel to the first cutting direction (x); -
(f) Versetzen der Verarbeitungseinheit
4 in die Lage zum Drehen der Plattform 1 um die zweite Achse (Z) über einen Winkel von 90°, so dass die imaginäre Linie parallel zu einer anderen der Schnittrichtungen, z.B. der zweiten Schnittrichtung (y), verläuft, wie am besten in9 gezeigt, und danach Wiederholen von Schritt (b) bis Schritt (e), wobei eine Abmessungsübereinstimmung in Schritt (d) unter Bezugnahme auf die andere der ersten oder zweiten Abmessung (D1, D2), z.B. der zweiten Abmessung (D2) des rechteckigen Schlüsselschaltungsbereichs11 , bestimmt wird; und(f) moving the processing unit4 in the Position for rotating the platform 1 about the second axis (Z) through an angle of 90 °, so that the imaginary line runs parallel to another of the cutting directions, for example the second cutting direction (y), as best in FIG9 and then repeating from step (b) to step (e), with one dimension match in step (d) referring to the other of the first or second dimension (D1, D2), eg the second dimension (D2) of the rectangular key circuit area11 , is determined; and -
(g) Versetzen der Verarbeitungseinheit
4 in die Lage, eine Bewegung der Plattform1 entlang der ersten Achse (X) und eine darauffolgende Bewegung der Kameraeinheit3 entlang der dritten Achse (Y) anzutreiben, so dass der Halbleiterwafer101 an einer erforderlichen Position angeordnet ist. Wie in10 gezeigt, stimmt, wenn der Halbleiterwafer101 an der erforderlichen Position zum Schneiden durch die Schneideeinheit2 angeordnet ist (siehe2 ), ein Mittelpunkt5021 der linearen Markierungen502 , die auf dem Anzeigegerät5 angezeigt werden, mit dem Schnittpunkt eines sich schneidenden Paars der Schnittbahnen12 überein.(g) moving the processing unit4 able to move the platform1 along the first axis (X) and a subsequent movement of the camera unit3 to drive along the third axis (Y) so that the semiconductor wafer101 is arranged at a required position. As in10 shown is true if the semiconductor wafer101 at the required position for cutting by the cutting unit2 is arranged (see2 ), a focal point5021 of the linear markings502 that on the display device5 are displayed, with the intersection of a intersecting pair of cutting paths12 match.
In der vorliegenden Erfindung müssen lediglich
Schlüsselhalbleiterwafer
Außerdem sollte beachtet werden,
dass das Verfahren dieser Erfindung auf das Anordnen eines Halbleiterwafers
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