TW467790B - Method and device to detect a workpiece in an automatic processing device - Google Patents

Description

Α7 4 6 7 79 Ο Β7_ 五、發明說明（1 ) 在現代的製造設備中使用越來越多的自動化加工裝置 ，茌其中的工件沒有人的操作者的介入而被加工。在此 裝置中，其將此待加工的工件由一個預先接通的單元握持 ，必須保證此遞交的實現，即，此工件本身事實上是位 於一個對此所設的夾具中。在加工裝置中，其自主地由 一堆工件中選出，而進行同樣的目的。此外，其産生以 部份地方式，還有當工件加工的過程中，使得其發展進 行的徒然無功。例如由於其夾具滑動。還有必須認饋此 狀態。因此，此裝置可將加工處理中斷並且作適當的反 應，例如經由通知服務人員或中止此加工處理。 因而發展了不同的方法，以便確定此工件的存在，例 如光學偵測器（照像.機，光勢蠱（1 i g h t b a r r i e r )或是電 性接觸。一値先學方法是例如在US 5,823,853中所敘述。 根據此例子，一個晶圓拋光裝置應該如下所顯示，如 同在習知技術中所實現的此種識別機構。 晶圓抛光裝置其用於單磊平面砂晶圓之抛光，其可使 用於積體電路之製造。 此晶圓因此是置放於拋光布上，並且借肋於一抛光工 具（拋光頭載體"）而支撐。在此抛光布上塗佈一種抛 光劑Γ s 1 u r I· y ")，並且在抛光布與晶圓之間産生相對蓮 動。 在此晶圓的抛光的過程中，它可以在少有的情況中， f由不同的不合常規的情形，像是例如工具的問題，製 程的穩定性，在運送中錯誤，或是在晶画的加工處理中 -3 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------II ^-------.1. I — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂·- -線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 467790 A7 ___B7__ 五、發明說明（2 ) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) ，在所謂的抛光板上産生晶圓損失。為了將由此迪成的 晶圓損失與抛光工件以及還有底板的損害減至最低，或 者在最佳的情況下完全避免•其為重要將晶圓的損失快 速偵測，以便可以將抛光過程中止。 因此，習知技術的抛光機器一部份使用光學偵測器， 其根據晶圓不同的光學反射能力，而可以一方面偵測其 底部（拋光布），另外一方面偵測晶圓的損失。取決於晶 圓表面的特性或所使用拋光布的顔色，然而此感測器能 夠準確地偵網（晶圓存在的能力，只有長限度的適合，因 為此晶圚輿抛光布不再可匾分。它因此不是普遍的可使 用，並且有時導至錯誤的偵測。此外，許多通常所使用 抛光劑導致抛光布的染色，其導致其反射行為的改變。 此效應特別是發生在用於金屬拗光的拋光劑中。經由此 問題而錯誤偵測的部份提高，這是與在抛光_器中晶圓 之無干提與自動化加工處理相違背。 在習知技術中建議一個另外的方法以偵測晶画的存在 或不存在。在此之中是测量在拋光頭上的真空，以便因 此經由所發生的真空突破侵入而偵測出可能的晶圓的損 失〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以此偵測的技術其為可能監視晶圓的輸送，其以拋光 頭而實現。然而在原來抛光過程中的傅测，在許多情況 中是不可能，因為經常為了實現介於晶圓與拋光頭之間 均勻的去除，而在晶圓的後面設置一氣墊，因此在拋光 期間沒有可測量的真空供使用。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 6 7790 A7 B7 五、發明說明（ 供求 法要 方的 有有 没所 中足 器滿 機其 光而 抛 ， 的在 前存 目不 在或 丨在 說存 括圓 概 晶 結测 總偵 以以 可用 使 加方 個測 1 偵 另的 在知 在已 存先 還事 -定 置特 裝有 光具 抛題 圓問 晶件 的 Η 述於 描對 所中 上置 以裝 了理 除處 Η 置 裝 Η Β 力 於 用 器 測 偵1 供 。提 性， 用的 使目 的的 遍明 普發 了本 制為 限此 其因 - 它 法 不使 的此 成因 形且 外並 另 ， 上置 理裝 物理 在處 用 Η 使加 其或 -持 在握 存及 不以 或 ， 在件 存附 的的 件件 Η Η 中同 獨 圍 範 利 。專 現講 實申 的據 同根-不種 作 r 而供. 寸提 尺由 理經 物的 的目 外此 另明 據發 根本 能據 可根 得 項請 立申 獨由 圍是 範置 利配 專的 請利 申有 據他 根其 及。 以決 ，解 法獲 方而 測置 偵裝 之測 項偵 1之 第項 2 填1 立第 .同 不 的 。境 生環 産圍 而周 示其 圖於 附對 所件 及Η 以用 書利 明中 .說點 ，觀 項·個 屬一 & Jrp 圍明 範發 利本 專 的 作 遵 靠 可 C些 板一 底供 或提 臂別 握特 一 中 是點 如觀 例個. 其一 ，外 力另 能的 射明 反發 音本 聲在 的 加 待 测 偵 以 波 聲 用 使 括 包 中 點 觀 的 。有 統還 糸外 制另 偵明 失發 損本 圓在 晶 -I I I I -I I J u n — I— > I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 好 剛 構 ferv 機 測 偵 件 Η 了 供 。提 在備 存準 不中 或點 在觀 存他 之其 件的 Η 明 之發 理本 處在 Η 加 化 uvn 自 個1 在 別 辨 以 法 方 i 種1 。對 件針 Η 是 ^明 坦發 平本 常 ， 非此 於因 用 顯 突 而 驟 步. 的 下 以 由 經 其 在 存 之 件 Η 中 置 裝 Η 件 Η 的 中 置 裝 Η 加 於 用 具 夾1 供 提 份 的 圍 周 具 夾 少 至 或/ 及 具 夾 査 檢 波 磬 超 以 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 467790 A7 B7 五、發明說明（） (3) 接觸超音波的反射； (4) 根據所庋射的超音波來偵測，是否工件是保持在夾 具中，或是否它本身是在夾具之外。 較佳是此偵測根據射出對接收之超音波的比例而實施 。通常在當偵測到工件不存在時，則不接受工件的加工 。然而它可以適合程式技術，而不是此工件被確定存茌 於夾具的周圍附近中。然而在結果中其本身對應於此替 代方案，因為不存在於夾具中，卽意味存在於周圍附近。 此根據本發明的方法可以包括其他的步摄[: (5 )當偵測到其存在時，將此工件加工。 此等步驟2-4可以在工件的整個加工的期間反覆的實 施。較佳是當偵測到工件不存在於夾具中時，則將此加 工中止。 本發明特別是針對此種使用，在其中此工件是平坦的 t尤其是晶圓。 本發明同樣的是針對一種裝置，以辨識在自動化加工 裝置中工件的存在，其中設有超音波注射器以超音波檢 査，在加工裝置中的工件支架的區域f至少一個超音波 接收器，以及一個偵測裝置以偵测工件的存在。 較佳是此超音波接收器包括裝置，以轉換所接收超音 波的強度成為電氣信號。此偵測裝置較佳是包括裝置以 測定由超音波接收器所接收之超音波的強度，與包括裝 置以tfc較此強度與由超音波發射器所發出超音波的強度 ，以及包括裝置以判定此工件之存在或不存在。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Ή · --線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 6 7 790 A7 B7 五、發明說明（ 在可 〇是 Η 置 加裝 止此 中 ， 與地 始樣 開同 以 〇 置波 裝音 制超 控個 括多 包在 以存 可以 置可 裝中 測置 偵裝 此 0 1 發 所 其 C 整 式 園 以 及 可 涉 器 中 射 其 發 ， 波 述 音 描 超 的 此 細 得 詳 使 作 以 明 丨 發 立。本 設波將 地音是 此超下 如的以 以射 臂 11 種1 有 具 其 置 裝 測 偵 的 中 置 裝 Η D 力 在 .， 示件 顯 Η 圖此 la撑 第支 以 置 裝 測 ; 偵 件的 Η 中 有置 没裝 其光 -抛 置圓 裝晶 Η 之 加圖 的晶 同有 相具 示示 潁顯 圖圖 b 0 1 2 第第 裝 測 偵 的 中 置 裝 光 抛 圓 晶 之 後 失 損 圓 晶 在 示 顯 圖 b 2 第 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 置 底空持 由的握 是空的 總锢赞 身一握 本由於 其是介 -或在 力 * ， 射 在 音U不 冑f肖 之gH ^ ^ m 工ί其 砠圓， ill晶力 M是 _ 0 ^ Μ 發l*c反 例 本(«的 板間 要 只 其 波 音 超 的 度 強 定 界 所 出 發 以 0 器 辨射 分發 別波 區音 而超 間由 之 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 是 ，布 在光 存抛 的是 下如 以例 上 件 Η 在 射 照 中 之 及 圍 周 的 件 Η 在 或 份 部1 的 波 音 超 ί--裡 那 從 射 反 器判 制中 控其 卽在 t P 置法 裝方 Μ 測 偵偵 〇 1 1 接執 而是 器於 收 ， 接機 波算 音計 超程 於製 助是 借如 旦例 並 ， Η 此 由 。 中用 其使 ,而 上板 置底 位或 的具 定夾 規於 照較 按相 於， 在力 存能 件射 工反 1 的 否間 是不 r 的 定.件 強 牧 接 波 .音 超 此 對 度 強 射 發 波 音 超 此 定 IIJ 此 對 是 桂 較 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 467790 A7 _B7_ 五、發明說明（6) 度之比例。 (請先閲讀背面之注意寧項再填寫本頁) 當被偵測為沒有工件時，則不啓動加工步驟。當被偵 測為工件存在時，則此控制器可以宣告或放棄工件的加 _L* 〇 若不能呈現可靠，卽在加工期間可以没有工件損失發 生，則較佳實施反覆的測試，其確保繼續監視工件的存 在。 第la圖以概要圖式方式顯示具有工具機的配置，此工 具機具有握擬1,其握住工件2。準備好具有銑床頭4的 轉軸傳動器3,以加工此工件2。超音波發射器5發出此 超音波（箭頭），其由工件反射並且到逹音波接收器6。 由接收器6將它轉換成電氣信號，其經由導線8而由控 制器7接收並在那裡計算。工件2反射高成粉的到連其 上的超音波，並且因此顯示其存在。 第lb圖顯示具有相同參考符號之同樣的工具機，在其 中握臂1没有握持工件。在此情況中之超音波僅僅一小 部份由握臂1反射，而較大部份經由其夾具而通遍。與 此相應地超音波接收器6只接收少量的超音波，因此偵 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 旛件 壓 之 Η 可 圓的 其 晶平 於 逑扁。關 描茌難顯 所此困明 上因測是 以 。'偵身 如難得本 於困使此 用的而， 使外 *光 地額制抛 利生限上 。有産的布 在別此線光 存特在光抛 不以。如在 件可中例是 Η 明之由圓 此發件經晶 得本 Η ，此 測平中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 67790 A7 ____B7___ 五、發明說明（7 ) 縮性（彈性 >,而由位於其上的晶圓而匾別。此拋光布的 可騮縮性是比較高，因此而導致相關的聲音吸收傺數， 其音波較在晶圓中以明顯的較少的強度反射。拋光布與 晶圓因此使其本身明顯並簡單並區別。 第2a圖以概要圖示顯示一锢用於晶圓的拋光裝置，其 具有一抛光布11作為底板*以及一個在此之上配置的晶 圓12,其偵糊裝置本身具有如在第la與lb画中相同的結 構。因而使用相同的參考符號。晶圓12反射大部份擊中 於其上的超音波放射，因此在超音波接收罨6上的接收 強度髙。 在第2b圖中顯示在晶圓損失發生時的抛光裝置。抛光 布11較晶圓12反射較少的超音波，因此相對應的較少的 超音波由超音波接收器6接收。根據所反射超音波的強 度，而因此可以在熟知的放射強度中以簡軍的方式將晶 圓損失快速，製程（例如抛光酱，等等）與硬體無闋地偵 測。 在商業上使用的晶圓夾具，卽所謂的載體或拋光頭， 經常將晶圓從上面完全覆蓋。因此使得晶圓的超音波檢 査用以監視為不可能。在此種情形中其為有利地，在此 載體的周圍，因此例如將抛光布以超音波檢査。當晶圓 本身由其夾具在載體中鬆開，它經由介於它與底板之間 的摩擦而由載體滑出，因此它從現在起逹到載體之外， 而位於抛光布上。此在情況下，在晶豳本身所處的位置 上底靥的反射能力改變。此區別可以被察凳，並且蓮用 (請先Μ讀背面之注意事碩再填寫本頁) 訂. 線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)Α4規格<210 X 297公釐） A7 467790 _B7____ 五、發明說明（8 ) 作為晶圓損失而評估，因此加工裝置可以停止。 (請先閱讀背面之注意事碩再填寫本頁) 此控制器7在所設的位置上，作為工件存在或不存在 的偵測器。它具有一個所配備的裝置，以便此由超音波 接收器所産生的電氣信號經由導線8而接收。此外使用 一裝置，其裁決是否工件存在。此外，此控制可經由使 用一裝置.其放菓由超音波發射器5發射超音波。這可 以經由一個另外的導線8而實施，將控制器7與超音波 發射器5彼此連接。因此可以同步進行發射與測量，其 避免干搂波可能的的影繼。此外，可以在此方面將發射 的強度控制，並且因此將它明確地界定。 在一橱較佳的實施例中，此控制裝置比較所發射之超 音波的強度，以及由超音波接收器所接收音波的強度， 並且可以由此比例而實行工件的偵制。其不同之處在於 ，為了控制所使用的裝置而使其本身例如被安置於一程 序計算機中。 有利的是，此控制器可以在工件的加工中直接地介入 ，經由它此發射以所須的方式被中斷。這通常坷以經由 介於控制器7與加工裝置3, 4之間的控制線而達成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其還有可能，不是設有一個音波接收器6,而是設置 有多個此種接收器。這是在複雜形狀的工件中，或是當多 個工件，例如是多個晶圓同時加工時，應為有益。 此外可以用諝整的超音波加工，以便兌許一個介於工 件之存在與不存在之間更精確的區別。誨整的超音波， 其由特別調整的超音波發射器發射，而使得能夠在裝置 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） 4 6 779 0 A7 _B7_ 五、發明說明（9 ) 中更準確地測定位置的方位，而此工件位於其上。因此 將在加工裝置中其他元件的影_減至最少，並且進一步 改善此判定過程控制之準確性。 符號之說明 1 ......握臂 2 ......工件 3 ......轉軸傳動器 4 ......銑床頭 5 ......超音波發射器 6 ......超音波接收器 7 ......控制器 8 ......導線 11.....抛光布 1 2.....晶圓 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) IJ* —hr :線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 467790 六、申請專利範圍 第89105350號「自動化加工裝置中工件偵測用之方法與裝 置」專利案 （90年7月修正） Λ申請專Λ範圔： L 一徭在自動化加工裝置中辨識工件存在之方法，其特 徵爲其具有以下的步驟： ⑴提供一個夾具兩於加工裝置中的工件（2，12)， ⑵以超音波檢查此夾具及/或夾具周圍之至少一部 份； ⑶接收所反射之超音波； (4)根據所反射的超音波而偵測=工件是否握持於夾具 之中，或工件是否位在夾具之外， ⑸當此等工件被偵測存在時，將此等工件（2，12)加 工。 - 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中此偵測是根據已發 射之對即將接收之超音波的比例來進行。 3. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中當此工件 被偵測爲不存在時，則不進行工件（2，12)之加工。 4. 如申請惠利範圍第1或第2項之方法，其中它包括其他 的步驟。 5. 如申誧毐利範圍第3項之方法，其中它句.栝其他的步 五_如申請專利範圍第4項之方法，其中·步驟7.-4在所有工 件（2，12)的加工期間，反覆地執行。 ZJLiL髓專利範圍第6項之方法，其中當，~m補 偵測爲不存在於夾具中時，將此加工Φ π-。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21CU 297公Μ ) <請先閱讀背面之注意事項再旗寫本頁) ;a--------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制π 6 4 ο 9 ΟΌ8008 ABaD 、申請專利範圍 8. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中吐丁侔Π.，m 杲扁卒的β 9. 如申請惠利範圔第3項之方法，其中吐,丁_件m甚 扁平的。 ία如申請專利範圍第7項之方法，其中此工件a，1 w畏 盾卒的。 11.如申請專利範圍第8項之方法，其中吐丁件岳晶圓 (12)- 讼如申請軎利範圍第1或第2_項之方法，箕中丨th夾具包括 一蒭蓋物卒面。 U如申講專利範圍第6項之方法，其中此夾具包栝一覆著 物平面。 14如申請軎利範圍第11項之方法，其中此夾具句.栝一覆 蓋物平面。 · 瓜如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中此夾县钽栝 —額拋來奘置中的拋光頭與拋光布（1U。 16.如申請蓴利範圍第8項之方法_ _，其中此夾县包栝一蒱拋 来奘置中的拋光願埏拋光布Π1)。 Ϊ7如申請專利範圍第12項之方法，其中吐决具包括一蒱 拋光襞置中的拋光頭與拋光布Π1)。 Ί8.如申請專利範圍第1或2項之方法，其中此夾凰句.：!肖 一樨臂（1)。 m如申請專利範圍第3項之方法，其中此夾息包栝一 m ° 20·如申請專利範J1第1項之方法，其中此夾具包括-一糖臂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 (請先閲讀背面之注意事項再填寓本頁) .li —-----訂---- ----線' 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 JL 消 費 合 作 社 印 製 置 A8 B8 C8 D8 467790 、申請專利範圍 Π) ° 21.—種在自鄱化加Ί：裝置中辨識工件存在之裝置，其特徴 爲：一紹咅波發射器（5)，其以超_音波的方式檢杳此加 丁奘置Φ 丁件决具（].，Π)之區域；.至少一超音波榇 跄器（6丨逛一偖潮丨裝置（7)，用來偵測工件（2 ~ 12)的存 在。 22如串請奪利範圍第11_項之裝置，其中此超音波接收器 ^包柄一蒱奘置，其闬以轉梅所接收的轺苷波的強度 成爲電氣信號。 23.加申請毐利餾園篇21或第22項之裝置，其中此偵測裝 置mfe括：一種測定此由超音波接收器（6)所榇收的超 音波的強度所用之裝置；——種將此強度輿由超音波發 射器m所發射之招音波的強度作比較所用之裝置；以 好一種刹宙工件（2，12)的存在或不存弁所用之裝置。 況如申請專利範第21或第22項之裝置，其中此偵測裝 置（7)包括控制裝翯，以開始與中止工件的加工。 汛如由讅惠利範圔第23項之_裝置上其_中此偵測裝置（7>包 抚桦制奘置，以關始與中丨h工件的加工。 2fi如串請寓利範圍第21或第22項之裝置，其中存在多個 紹音波榇收器。 ?.7如串讅惠利脑團第23項之裝置，其中存#多個超音波 榇败器° 双加_請專利範圍箆24項之裝置，其中存在务個超音滹 榇收器 之裝置，其中此超音波發 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS)A4規格（210 X 297公釐） -------------丨'良---- ί請先閣讀贺面之註意事項再填寓本頁) 訂----- 線' 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 印 製 2.9.如申請專租ϋ 4 6 7 79〇 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 30/如申請專利範凰

   置，其中此超音疲發射器 31

   器 射 發 波 音 超 此 -------------Q—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐)