TWI795211B - 控制電路裝置 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種控制電路裝置，控制電路裝置包含控制電路板以及影像處理裝置，控制電路板包含第一連接端及第二連接端，第一連接端連接於曝光機的輸入及輸出介面，第二連接端連接於曝光機的實體操作面板，實體操作面板的控制訊號通過控制電路板傳送至輸入及輸出介面以控制曝光機。影像處理裝置設置於控制電路板上，通過第一連接端接收對位影像，由影像辨識程式辨識對位影像以確認對位標記的偏離位置，依據偏離位置產生調整訊號，傳送至輸入及輸出介面以調整光罩的定位位置。

Description

控制電路裝置

本發明是關於一種控制電路裝置，特別是關於一種安裝於曝光機當中以針對對位影像進行影像辨識及輔助機台操作的控制電路裝置。

在現有的曝光機操作上，當機台進行換線操作時，必須對更換的光罩進行定位，確認光罩與機台或曝光物件之間的相對位置，以確保後續製程能在正確的位置進行曝光。若是光罩在機台上的位置有所偏移，當曝光機操作時，將無法在積體電路元件或面板元件上的預期位置形成所需的圖案，產出的結果將無法符合品質要求，不但影響產品良率並增加製造的成本。

在進行上述換線操作的定位時，目前多以現場操作人員人工操作曝光機的機台來進行光罩定位，當人工操作遇到工作疲乏或操作者經驗不足的情況時，將難以保證光罩定位的準確性，後續製程也難以達到生產的目標。對於換線頻繁的產線或是多條產線需要同時開線操作時，在對位上所需耗費的人力及時間將大幅降低生產產能，影響產線的生產效率。另一方面，曝光機依據製造廠商的不同，對於機台操作的控制訊號或機台取得的資訊，都有各自限定的格式或規範，難以進行整合及運用。

綜觀前所述，本發明之發明者思索並設計一種控制電路裝置，以期針對習知技術之問題加以改善，進而增進產業上之實施利用。

有鑑於先前技術所述之問題，本發明的目的在於提供一種控制電路裝置，安裝於曝光機當中，通過控制電路裝置提供對位影像的辨識分析及機台操作控制的運用，解決原本人工操作的缺點及機台系統封閉難以擴展應用的問題。

基於上述目的，本發明提供一種控制電路裝置，設置於曝光機當中，曝光機設置影像擷取裝置，拍攝光罩的對位標記以產生對位影像，控制電路裝置包含控制電路板以及影像處理裝置。其中，控制電路板包含第一連接端及第二連接端，第一連接端連接於曝光機的輸入及輸出介面，第二連接端連接於曝光機的實體操作面板，實體操作面板的控制訊號通過控制電路板傳送至輸入及輸出介面以控制曝光機。影像處理裝置設置於控制電路板上，通過第一連接端接收對位影像，影像處理裝置包含影像辨識程式，辨識對位影像以確認對位標記的偏離位置，依據偏離位置產生調整訊號，傳送至輸入及輸出介面以調整光罩的定位位置。

在本發明的實施例中，對位標記包含對位十字，影像擷取裝置設置對位框，影像辨識程式通過深度學習演算法辨識對位十字的中心點在對位框內的位置以取得偏離位置。

在本發明的實施例中，當影像辨識程式判斷中心點並未在對位框當中，影像處理裝置產生搜尋訊號，傳送至輸入及輸出介面以控制影像擷取裝置移動拍攝位置來搜尋對位十字，直到對位十字出現於對位框當中。

在本發明的實施例中，影像處理裝置連接於曝光機的主機裝置，對位影像及定位位置傳送至主機裝置，儲存光罩的對位登錄資訊。

在本發明的實施例中，影像處理裝置通過無線通訊網路與主機裝置連接。

在本發明的實施例中，第二連接端連接於遠端操作介面，使用者通過遠端操作介面產生控制訊號，傳送至輸入及輸出介面以控制曝光機。

在本發明的實施例中，遠端操作介面安裝於手持裝置、移動裝置或遠端裝置。

在本發明的實施例中，影像擷取裝置包含電荷耦合元件。

在本發明的實施例中，電荷耦合元件連接於顯示裝置，由顯示裝置呈現對位影像。

在本發明的實施例中，曝光機包含光罩的承載平台，承載平台通過三軸驅動裝置調整光罩的定位位置。

承上所述，本發明之控制電路裝置，可通過控制電路板的連接端口連接機台的輸入及輸出介面與操作介面，在不影響原有機台操作的情況下，提供擷取影像的影像辨識分析，並依據分析結果提供對應的操作控制訊號來達到自動調整定位的效果，降低人力成本並提升生產效率。通過曝光機主機連線或通過遠端裝置進行操控，也提升了機台的操作功能，增加了操作上的便利性及多樣性。

21:對位框

22:對位十字

23:中心點

24:對位框中心

90:光罩

91:對位影像

100,200:曝光機

101:影像擷取裝置

102:承載平台

103,203:輸入及輸出介面

104,204:實體操作面板

110,210:控制電路裝置

111,211:控制電路板

112,212:影像處理裝置

113,213:第一連接端

114,214:第二連接端

201:曝光機主機

500:遠端裝置

501:操作介面

502:辨識畫面

S:相隔距離

為使本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效更為顯而易見，茲將本發明配合以下附圖進行說明：第1圖為本發明實施例之控制電路裝置的示意圖。

第2圖為本發明實施例之影像辨識的示意圖。

第3圖為本發明另一實施例之控制電路裝置的示意圖。

為利瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

在附圖中，為了清楚起見，放大了基板、面板、區域、線路等的厚度或寬度。在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。應當理解，當諸如基板、面板、區域或線路的元件被稱為在另一元件「上」或「連接到」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反地，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的「連接」，其可以指物理及/或電性的連接。再者，「電性連接」或「耦接」係可為二元件間存在其它元件。此外，應當理解，儘管術語「第一」、「第二」、「第三」在本文中可以用於描述各 種元件、部件、區域、層及/或部分，其係用於將一個元件、部件、區域、層及/或部分與另一個元件、部件、區域、層及/或部分區分開。因此，僅用於描述目的，而不能將其理解為指示或暗示相對重要性或者其順序關係。

除非另有定義，本文所使用的所有術語具有與本發明所屬技術領域的通常知識者通常理解的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地如此定義。

請參閱第1圖，其為本發明實施例之控制電路裝置的示意圖。如圖所示，控制電路裝置110設置於曝光機100當中，曝光機100是用來製作積體電路的關鍵機台，黃光微影製程是半導體技術中微縮化的重要技術。通過將電路設計制作成光罩90的圖案，再利用光學投影的方式將這些圖案形成於晶圓上，製作出需要的晶片。在產品元件的尺寸不斷縮小的趨勢下，控制機台的精準度實為不可或缺的要件。

為了達到製程的精準度要求，曝光機100會設置影像擷取裝置101來拍攝承載平台102上光罩90的對位標記，通過產生的對位影像來確認光罩90在承載平台102上的定位位置，當實際進行曝光製程時，才能在預定的位置形成設計的圖案。影像擷取裝置101可為一或多個電荷耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)，設置朝向承載平台102的預定位置，當光罩90置於承載平台102上時，影像擷取裝置101拍攝光罩90上的對位標記，操作者可通過顯示裝置檢視拍攝的對位影像，進而調整承載平台102位置，使光罩定位於製程設定位置。由於不同產品或製程所使用的光罩大小、範圍有所不同，在進行對位程序時，曝光機100可 通過輸入及輸出介面103將控制訊號傳送至影像擷取裝置101，通過調整影像擷取裝置101的位置來符合不同光罩90的對位標記位置。輸入及輸出介面103還可連接於承載平台102，當光罩90位置有所偏離時，通過傳送調整訊號，改變承載平台102的位置來進行光罩90的定位。

一般在控制影像擷取裝置101或承載平台102時，操作者可通過機台的實體操作面板104來進行調整，例如通過實體操作按鈕或者通過觸控顯示裝置上的按鍵，當觸發相關的控制操作後，轉換成控制訊號由輸入及輸出介面103傳送至對應裝置。在本實施例中，設置控制電路裝置110來進行曝光機100的操作，控制電路裝置110包含控制電路板111以及影像處理裝置112。控制電路板111包含第一連接端113及第二連接端114，第一連接端113及第二連接端114為控制電路板111的連接端口，其中，第一連接端113連接於曝光機100的輸入及輸出介面103，第二連接端114連接於曝光機100的實體操作面板104，實體操作面板104的控制訊號由第二連接端114傳送至控制電路板111，再經由第一連接端113傳送至輸入及輸出介面103以控制曝光機100，例如移動影像擷取裝置101的位置或承載平台102的位置。

控制電路裝置110的設置並不會影響原本曝光機100的操作方式，操作者仍然可通過實體操作面板104來操作曝光機，然而，通過控制電路裝置110的設置，原本機台操作或機台產生的資訊，例如對位影像、控制訊號等，可通過控制電路裝置110的轉換，進行進一步的處理而協助自動程序進行，或者提供外部連接操作的功能來提升機台操作的便利性。

影像處理裝置112設置於控制電路板111上，影像處理裝置112可具有處理器及記憶體，處理器存取記憶體的運算指令，對第一連接端113接收的 對位影像執行影像辨識程式，辨識對位影像以確認光罩90上對位標記的偏離位置，影像處理裝置112再依據偏離位置，判斷光罩90並未定位至指定位置，進而產生調整訊號，傳送至輸入及輸出介面103，控制承載平台102移動，使得光罩90從原始位置移動到預定的定位位置。

請參閱第2圖，其為本發明實施例之影像辨識的示意圖。請同時參閱第1圖，當影像擷取裝置101拍攝光罩90的影像時，影像擷取裝置101朝向光罩90的鏡頭設置對位框21，如圖中的虛線框所示。由對位框21內所擷取的影像作為光罩90的對位影像91。當影像擷取裝置101取得對位影像91後，通過輸入及輸出介面103傳送至控制電路裝置110，由影像處理裝置112進行影像辨識程序，辨識光罩90的位置，再依據光罩90位置進而進行光罩90的對位。

在本實施例中，光罩90的對位標記包含對位十字22，影像辨識程式通過深度學習演算法辨識對位十字22的中心點23在對位框21內的位置，並且計算中心點23與對位框中心24的相隔距離S，通過對位框中心24的座標及相隔距離S來取得光罩90的偏離位置。在本實施例中僅示出單一對位十字22，但本揭露不侷限於此，在其他實施例中，光罩90可包含多個對位十字22，通過影像辨識各個對位十字22的中心點23位置，取得光罩90的偏離位置。至於進行影像辨識的深度學習演算法，則可利用歷史影像輸入深度學習網路進行訓練、驗證及測試，建立辨識模型，再依據建立的模型對對位影像91進行分析，辨識對位十字22的物件位置，進而確認光罩90的偏移位置。

當確認光罩90偏移位置後，影像處理裝置112將座標位置轉換成調整訊號，經由輸入及輸出介面103傳送到承載平台102，由承載平台102的三軸 驅動裝置移動承載平台102的位置，進而將平台上的光罩90調整至預定的定位位置，如第2圖右側所示，完成光罩90的對位。

上述為影像辨識後對位十字22在對位框21當中的情況，如前述實施例所述，光罩90可能在大小、範圍上有所差異，當機台換線更換光罩90時，新的光罩90可能與原對位位置有顯著差異，當原本影像擷取裝置101拍攝影像後，對位框21中的對位影像91並無對位十字22。當影像辨識程式判斷對位影像91中並無對位十字22，或者中心點23並未在對位框21當中，影像處理裝置112產生搜尋訊號，傳送至輸入及輸出介面103，控制影像擷取裝置101移動拍攝位置來搜尋對位十字22，直到對位十字22出現於對位框21當中。這裡的搜尋方式可依據原對位框21位置朝外擴張範圍，或者依據辨識到邊界或部分對位十字22的影像決定移動影像擷取裝置101的方向及距離。

請參閱第3圖，其為本發明另一實施例之控制電路裝置的示意圖。如圖所示，控制電路裝置210設置於曝光機200當中，控制電路裝置210包含控制電路板211及影像處理裝置212，控制電路板211具有第一連接端213及第二連接端214，曝光機200的機台操作可通過實體操作面板204進行操作，將控制訊號由第二連接端214傳至控制電路板211，再由第一連接端213傳送至輸入及輸出介面203，對曝光機200的機台設備進行操作，例如影像擷取裝置、承載平台等，其相同內容請參閱前述實施例，在此不重複描述。

當控制電路裝置210當中的影像處理裝置212進行影像辨識程序後，可以確認光罩的偏移位置並產生調整訊號來移動承載平台，完成光罩的自動對位程序，此時，光罩的對位影像及定位位置，可通過影像處理裝置212傳送至曝光機主機201，於主機中儲存光罩的對位登錄資訊。對位登錄資訊可確保曝 光機200在生產過程中對位的資訊能符合製程規定，避免光罩的偏移造成產品的不良。影像處理裝置212可通過無線通訊網路與曝光機主機201連線，無須通過設置實體線路來進行資料傳輸，也可減少人工登錄所需耗費的人力成本。

控制電路裝置210的第二連接端214可進一步連接遠端裝置500，這裡的遠端裝置500可包含網路通訊功能的手持裝置、移動裝置，或者遠端電腦等裝置，通過在遠端裝置500上安裝操作程式或應用程式，當遠端裝置500聯網時，由程式的操作介面501進行遠端操作。例如在辦公室電腦上安裝操作程式，由電腦螢幕顯示與實體操作面板204相同的操作介面501，經由點選介面上的選項，傳送控制訊號至第二連接端214，再傳送到輸入及輸出介面203以操作曝光機200。在另一實施例中，遠端裝置500也可為智慧型手機或平板電腦，通過無線網路連接於控制電路裝置210，在顯示螢幕上顯示影像擷取裝置所取得的對位畫面，並且顯示影像處理裝置212所處理後的辨識畫面502，讓操作者可由畫面判斷光罩對位的狀態，進行對位程序的監控。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

90:光罩

100:曝光機

101:影像擷取裝置

102:承載平台

103:輸入及輸出介面

104:實體操作面板

110:控制電路裝置

111:控制電路板

112:影像處理裝置

113:第一連接端

114:第二連接端

Claims (9)

1. 一種控制電路裝置，係設置於一曝光機當中，該曝光機設置一影像擷取裝置，拍攝一光罩的一對位標記以產生一對位影像，該控制電路裝置包含：一控制電路板，包含一第一連接端及一第二連接端，該第一連接端連接於該曝光機的一輸入及輸出介面，該第二連接端連接於該曝光機的一實體操作面板，該實體操作面板的一控制訊號通過該控制電路板傳送至該輸入及輸出介面以控制該曝光機；以及一影像處理裝置，設置於該控制電路板上，通過該第一連接端接收該對位影像，該影像處理裝置包含一影像辨識程式，辨識該對位影像以確認該對位標記的一偏離位置，依據該偏離位置產生一調整訊號，傳送至該輸入及輸出介面以調整該光罩的一定位位置；其中，該對位標記包含一對位十字，該影像擷取裝置設置一對位框，該影像辨識程式通過一深度學習演算法辨識該對位十字的一中心點在該對位框內的位置以取得該偏離位置。
2. 如請求項1所述之控制電路裝置，其中當該影像辨識程式判斷該中心點並未在該對位框當中，該影像處理裝置產生一搜尋訊號，傳送至該輸入及輸出介面以控制該影像擷取裝置移動拍攝位置來搜尋該對位十字，直到該對位十字出現於該對位框當中。
3. 如請求項1所述之控制電路裝置，其中該影像處理裝置連接 於該曝光機的一主機裝置，該對位影像及該定位位置傳送至該主機裝置，儲存該光罩的一對位登錄資訊。
4. 如請求項3所述之控制電路裝置，其中該影像處理裝置通過一無線通訊網路與該主機裝置連接。
5. 如請求項1所述之控制電路裝置，其中該第二連接端連接於一遠端操作介面，使用者通過該遠端操作介面產生該控制訊號，傳送至該輸入及輸出介面以控制該曝光機。
6. 如請求項5所述之控制電路裝置，其中該遠端操作介面安裝於一手持裝置、一移動裝置或一遠端裝置。
7. 如請求項1所述之控制電路裝置，其中該影像擷取裝置包含一電荷耦合元件。
8. 如請求項7所述之控制電路裝置，其中該電荷耦合元件連接於一顯示裝置，由該顯示裝置呈現該對位影像。
9. 如請求項1所述之控制電路裝置，其中該曝光機包含該光罩的一承載平台，該承載平台通過三軸驅動裝置調整該光罩的該定位位置。

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