TWI588932B - Wafer positioning identification device and method thereof - Google Patents

Description

晶圓定位辨識裝置及其方法

本發明為提供一種晶圓定位辨識裝置及其方法，尤指一種以非破壞性手法形成之標記進行晶圓的快速定位，以增加晶圓的有效利用區及定位精準度之晶圓定位辨識裝置及其方法。

按，在半導體製程中使用自動化設備將晶圓載入到各式各樣的反應室/處理室(以下簡稱製程處理室)中進行處理。典型的自動化設備係一種可正確的重覆的執行晶圓搬移工作的機械手臂。該機械手臂設於一搬移處理室中，其可進出與該搬移處理室連接的一個或多個製程處理室。將晶圓準確的放置在製程處理室的最理想位置是非常重要的。晶圓在製程處理室內的中心點位置與方位角度之精確性，對製程良率有重大影響，故，精確的定位辨識將有助於極大化及最佳化該晶圓之製程效益。

已知決定晶圓於初始位置的中心點及方位的方案，係以人工的、手動的、肉眼識別的方法將晶圓邊緣之缺角參考點(notch)對準一方位指標。但是此一方法的誤差非常大，而且也不能依據後續處理程序的需要將晶圓精確的旋轉預定角度，對於晶圓處理的良率及效益有不利的影響，另一常見方案為，在晶圓邊緣安裝穿透式感測器，偵測邊緣缺角(Notch)是否存在，依據此缺角的位置判斷晶圓方位。此穿透式感測器可能受到晶圓厚度、基材材質、表面處理等參數影響，而造成誤判。此外該缺角參考點(notch)必須讓工作者看到，因此其通常由數微米延伸到數公分，而造成在該晶圓上相當大的空間損失。

是以，要如何解決上述習用之問題與缺失，即為本發明之發明人與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。

故，本發明之發明人有鑑於上述缺失，乃蒐集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始設計出此種可快速且精準的對晶圓進行位置辨識，且定位標記的存在不會影響晶圓的使用空間之晶圓定位辨識裝置及其方法的發明專利者。

本發明之主要目的在於：以非破壞性手法形成之標記進行晶圓的快速定位，以增加晶圓的有效利用區及定位精準度。

本發明之另一主要目的在於：結合習用缺角參考點(Notch)的辨識方法，提高晶圓辨識的實用性。

為達上述目的，本發明之結構包括：一晶圓本體，且於該晶圓本體相異處以非破壞性手段形成複數彼此外形各異之標示圖形部，並具有至少一供偵測該些標示圖形部之偵測裝置，係發射一偵測訊號給予該標示圖形部，並由該標示圖形部回傳一定位訊號，以解讀出該晶圓本體之正確位置與相應角度；俾當使用者以本發明作為晶圓定位之辨識裝置時，係先於晶圓本體相異處以非破壞性手段形成複數外形各異之標示圖形部，紀錄該些標示圖形部與晶圓本體之相對位置資訊，接著利用偵測裝置發射一偵測訊號給其中一個標示圖形部，並由該標示圖形部回傳一定位訊號，然後解讀該定位訊號以辨認該晶圓本體之正確位置與相應角度，最後依上述訊息將晶圓調整至正確的角度位置，若偵測裝置所發射的偵測訊號未測得標示圖形部的存在，則不會回傳定位訊號。

藉由上述技術，可針對習用晶圓定位所存在之以缺角參考點(notch)進行定位的準確性較低且造成晶圓可用空間減少，以及定位速度仍有進步空間之問題點加以突破，達到上述優點之實用進步性。

1、1a‧‧‧晶圓本體

2、2a‧‧‧標示圖形部

3、3a‧‧‧偵測裝置

31‧‧‧發光組件

32‧‧‧鏡頭模組

4a‧‧‧缺角辨識部

第一圖 係為本發明較佳實施例之立體圖。

第二圖 係為本發明較佳實施例之局部放大圖。

第三圖 係為本發明較佳實施例之方塊流程圖。

第四圖 係為本發明較佳實施例之實施示意圖。

第五圖 係為本發明另一實施例之實施示意圖。

為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及構造，茲繪圖就本發明較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全了解。

請參閱第一圖、第二圖、第三圖及第四圖所示，係為本發明較佳實施例之立體圖、局部放大圖、方塊流程圖及實施示意圖，由圖中可清楚看出本發明係包括：一晶圓本體1；複數以非破壞性手段形成於該晶圓本體1相異處之標示圖形部2，各該標示圖形部2係為彼此形狀相異的幾何圖形或符號其中之一者；至少一供偵測該些標示圖形部2之偵測裝置3，係發射一偵測訊號給予該標示圖形部2，並由該標示圖形部2回傳一定位訊號，以解讀出該晶圓本體1之正確位置與相應角度；及上述該偵測裝置3係包含一供照射該些標示圖形部2之發光組件31、及一設於該發光組件31一側之鏡頭模組32，該鏡頭模組32係供接收該發光組件31由該些標示圖形部2反射的光線而成像進行辨識。

藉由上述之說明，已可了解本技術之結構，而依據這個結構之對應配合，達到的可快速精準定位且不影響晶圓使用空間之優勢，而詳細之操作方法及步驟流程將於下述說明。

為實現本發明之目的，首先步驟(a)，可預先量測晶圓本體1的刻號與複數個標示圖形部2的相對角度(本實施例之標示圖形部2係以三個為例)，並在晶圓本體1相異處以非破壞性手段形成複數外形各異之標示圖形部2(該非破壞性手段可為轉印、浮貼、彩繪等方式)，接著步驟(b)，紀錄該些標示圖形部2與晶圓本體1之相對位置資訊，再來步驟(c)，利用偵測裝置3的發光組件31發射一偵測訊號給其中一個標示圖形部2，並藉由入射角等於反射角的原理，使該標示圖形部2反射回傳其反射影像作為一定位訊號，然後步驟(d)，由鏡頭模組32接收標示圖形部2反射的光線而成像，以供偵測裝置3解讀該定位訊號以辨認該晶圓本體1之正確位置與相應角度。因此辨識過程中，只要找到任何一個標示圖形部2，則可回傳對應的定位訊號；反之若沒有找到標示圖形部2則不會回傳定位訊號，藉此供偵測裝置3判斷晶圓本體的位置。

上述動作中使用的反射光，在光源的選擇上，無特別的限制。此外，本發明運用於無藍膜之裸片晶圓時，其表面呈鏡面，因此偵測裝置3的發光組件31及鏡頭模組32間須有一定的角度，方可具有較佳的成像，而發光組件31照射該些標示圖形部2之最佳入射角與反射角係為45度。

另請同時配合參閱第五圖所示，係為本發明另一實施例之實施示意圖，由圖中可清楚看出，在晶圓本體上1a同時存在有複數標示圖形部2a及至少一缺角辨識部4a，藉此，透過偵測裝置3a的選擇性偵測或雙重偵測，使本發明同時具有兩種偵測模式，以提升晶圓辨識的實用性及精確性。

惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本發明之專利範圍內，合予陳明。

故，請參閱全部附圖所示，本發明使用時，與習用技術相較，著實存在下列優點：

一、標示圖形部2係以非破壞性手段形成於晶圓本體1上，故不影響晶圓本體1本身的有效空間，相較於一般習用技術，利用性更高，也間接節省成本。

二、實際操作時，只要找到任一個標示圖形部2，即可快速且精準的得知整個晶圓本體1的正確位置與相應角度，更有利於將晶圓準確的放置在製程處理室的最理想位置。

三、以反射方式進行辨識，可減少晶圓厚度、基材材質等外在因素的影響，而提升辨識精度。

四、可向下兼容習用缺角參考點的辨識手法，提升本發明之實用性。

綜上所述，本發明之晶圓定位辨識裝置及其方法於使用時，為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，為符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本發明，以保障發明人之辛苦發明，倘若 鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，創作人定當竭力配合，實感德便。

1‧‧‧晶圓本體

2‧‧‧標示圖形部

3‧‧‧偵測裝置

31‧‧‧發光組件

32‧‧‧鏡頭模組

Claims (10)

1. 一種晶圓定位辨識裝置，其包含：一晶圓本體；複數以非破壞性手段形成於該晶圓本體相異處之標示圖形部，各該標示圖形部彼此外形各異；及至少一供偵測該些標示圖形部之偵測裝置，係發射一偵測訊號給予該標示圖形部，並由該標示圖形部回傳一定位訊號，以解讀出該晶圓本體之正確位置與相應角度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓定位辨識裝置，其中各該標示圖形部係為形狀相異的幾何圖形或符號其中之一者。
3. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓定位辨識裝置，其中該偵測裝置係包含一供照射該些標示圖形部之發光組件、及一設於該發光組件一側之鏡頭模組，該鏡頭模組係供接收該發光組件由該些標示圖形部反射的光線而成像進行辨識。
4. 如申請專利範圍第3項所述之晶圓定位辨識裝置，其中該發光組件照射該些標示圖形部之最佳入射角與反射角係為45度。
5. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓定位辨識裝置，其中該晶圓本體上具有至少一缺角辨識部，係透過該偵測裝置之偵測解讀該晶圓本體之正確位置及相應角度。
6. 一種晶圓定位辨識方法，其步驟為：(a)在晶圓本體相異處以非破壞性手段形成複數外形各異之標示圖形部；(b)紀錄該些標示圖形部與晶圓本體之相對位置資訊；(c)利用偵測裝置發射一偵測訊號給其中一個標示圖形部，並由該標示圖形部回傳一定位訊號；及(d)解讀該定位訊號以辨認該晶圓本體之正確位置與相應角度。
7. 如申請專利範圍第6項所述之晶圓定位辨識方法，其中各該標示圖形部係為形狀相異的幾何圖形或符號其中之一者。
8. 如申請專利範圍第6項所述之晶圓定位辨識方法，其中該偵測裝置係包含一供照射該些標示圖形部之發光組件、及一設於該發光組件一側 之鏡頭模組，該鏡頭模組係供接收該發光組件由該些標示圖形部反射的光線而成像進行辨識。
9. 如申請專利範圍第8項所述之晶圓定位辨識方法，其中該發光組件照射該些標示圖形部之最佳入射角與反射角係為45度。
10. 如申請專利範圍第6項所述之晶圓定位辨識方法，其中該偵測裝置係藉由偵測至少一缺角辨識部，以解讀該晶圓本體之正確位置及相應角度。