TWI798725B - 晶圓缺口位置之判斷裝置及其方法 - Google Patents

Abstract

本發明為有關一種晶圓缺口位置之判斷裝置及其方法，主要結構包括一晶圓帶動元件，晶圓帶動元件之一側處設有一攝影元件，攝影元件之一側處設有一背光元件及一處理主機，處理主機內設有一缺口判斷模組及一位置判斷模組。藉此，可利用晶圓帶動元件來帶動晶圓片於攝影元件下方移動，藉此透過攝影元件配合背光元件來進行分段式的拍攝動作，以連續拍攝晶圓片來產生複數的分段圖片。再將分段圖片傳送至缺口判斷模組及位置判斷模組中，來判斷出晶圓片是否具有缺口及缺口位置處，以達到快速準確的檢測動作。

Description

晶圓缺口位置之判斷裝置及其方法

本發明為提供一種晶圓缺口位置之判斷裝置及其方法，尤指一種具有較為準確之檢測方式的晶圓缺口位置之判斷裝置及其方法。

按，晶圓在半導體晶體的產業之中，是相當重要的一部分，主要都為圓形薄切片，因此也會被稱為晶圓片。可用於積體電路製程中作為載體基片，以及製造太陽能電池，並且晶圓片也因為能根據材質與尺寸分為許多種類。例如材質可分為矽晶圓，氮化鎵晶圓、及碳化矽晶圓等，尺寸則可經由直徑來進行分類，如3英吋、4英吋、或5英吋。

由於晶圓屬於相當精密的產品，因此對於整體的完整度要求也非常高，所以對於檢測設備的要求也會相對的提升。一般用於檢測晶圓的方式都是利用拍照攝影配合光學量測的方式來進行檢測。

但若是需要量測尺寸較大的晶圓片時，則有可能無法完整的拍攝到整顆晶圓片的狀況，若是要直接拍攝到整個晶圓片，則可能會產生畫素上較為模糊的問題點，或是需要加裝攝影功能較高的攝影設備來進行拍攝，導致成本增加的狀況。

是以，要如何解決上述習用之問題與缺失，即為本發明之申請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，始設計出此種具有較為準確之量測方式的晶圓缺口位置之判斷裝置及其方法的發明專利者。

本發明之主要目的在於：利用拍攝多組的分段圖片，並配合缺口判斷模組及位置判斷模組來準確的量測出缺口位置。

為達成上述目的，本發明之主要結構包括：一晶圓帶動元件、一設於晶圓帶動元件之一側處的攝影元件、一設於攝影元件之一側處的背光元件、一設於攝影元件之一側處並與攝影元件相連接的處理主機、一設於處理主機內的缺口判斷模組、及一設於處理主機內並與缺口判斷模組相連接的位置判斷模組。

藉由上述之結構，使用者可利用晶圓帶動元件帶動一晶圓片於攝影元件的拍攝位置處沿一個方向持續移動，藉此讓攝影元件利用背光元件給予的光源，持續分段式的拍攝晶圓片來產生複數的分段圖片。

拍攝出的分段圖片會傳送至處理主機中的缺口判斷模組中進行判斷的動作，藉此來判斷出各個分段圖片中的部分晶圓片是否具有缺口，若沒有發現缺口時，則會結束動作並存取相關資料，若是於分段圖片中的部分晶圓片檢測到缺口，則會將此分段圖片傳送至位置判斷模組中進行研判動作，藉此來判斷出此缺口於晶圓片上的絕對位置處。如此就能利用上述之分段式的方式，來快速準確的檢測晶圓片，以提高檢測時的準確性與降低設備的成本。

藉由上述技術，可針對檢測尺寸較大的晶圓片時較為麻煩的問題點加以突破，達到上述優點之實用進步性。

1:晶圓帶動元件

2:攝影元件

3:背光元件

4:處理主機

5:缺口判斷模組

6:位置判斷模組

61:角度判斷元件

62:中心線判斷元件

63:長度判斷元件

64:位置判斷元件

7:晶圓載具

T:切線角度

C:中心線

W:水平長度

A、A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10、A11:分段圖片

第一圖 係為本發明較佳實施例之立體透視圖。

第二圖 係為本發明較佳實施例之步驟流程圖。

第三圖 係為本發明較佳實施例之拍攝示意圖。

第四圖 係為本發明較佳實施例之分段圖片示意圖。

第五圖 係為本發明較佳實施例之判斷示意圖(一)。

第六圖 係為本發明較佳實施例之判斷示意圖(二)。

第七圖 係為本發明較佳實施例之判斷示意圖(三)。

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。

請參閱第一圖至第七圖所示，係為本發明較佳實施例之立體透視圖至判斷示意圖(三)，由圖中可清楚看出本發明係包括：

一晶圓帶動元件1，於本實施例中之晶圓帶動元件1以可帶動晶圓片移動的機械手臂作為舉例；

一設於晶圓帶動元件1之一側處的攝影元件2；

一設於攝影元件2之一側處的背光元件3，本實施例之背光元件3以可發出穩定光源之LED背光板作為舉例；

一設於攝影元件2之一側處並與攝影元件2相連接之處理主機4；

一設於處理主機4內的缺口判斷模組5，本實施例之缺口判斷模組5以設於處理主機4內之處理器模組作為舉例；

一設於處理主機4內並與缺口判斷模組5資訊連接的位置判斷模組6，本實施例之位置判斷模組6以設於處理主機4內之處理器模組作為舉例，且缺口判斷模組5具有一角度判斷元件61、一設於該角度判斷元件61之一側處的中心線判斷元件62、一設於該中心線判斷元件62之一側處的長度判斷元件63、及一與該角度判斷元件61、該中心線判斷元件62、及該長度判斷元件63資訊連接的位置判斷元件64；及

一設於晶圓帶動元件1之一側處的晶圓載具7。

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，即可達到快速準確之量測效果的優勢，而詳細之解說將於下述說明。

本發明的晶圓缺口位置之判斷方法為：

(a)帶動步驟：透過一晶圓帶動元件1帶動晶圓片於一攝影元件2的拍攝位置沿一方向持續移動；

(b)攝影步驟：利用該攝影元件2配合一背光元件3給予的光源持續分段式的拍攝該晶圓片，以產生複數的分段圖片A；

(c)判斷步驟：將該些分段圖片A傳送至一處理主機4中，並經由該處理主機4中的一缺口判斷模組5判斷該些分段圖片A上之部分晶圓片 是否具有缺口，若具有缺口則進行步驟(d)，若無則直接進行步驟(e)；

(d)計算步驟：將具有缺口之分段圖片A利用一位置判斷模組6判斷缺口於晶圓片上的絕對位置處；及

(e)結束步驟：結束動作並存取相關內容。

由上述之步驟可看出，使用者能利用晶圓帶動元件1來取出晶圓載具7中的晶圓片，並將晶圓片帶動至攝影元件2的下側處來進行拍攝動作，而晶圓帶動元件1則會帶動晶圓片沿一固定方向進行移動，藉此讓攝影元件2配合背光元件3給予的光源持續進行分段式的拍攝動作，即可透過背光元件3給予的光源更加完整顯示出晶圓片的邊緣形狀，即可如第四圖所示，拍攝出複數的分段圖片A(本實施例以分段圖片A1至A11作為舉例)，並且在拍攝分段圖片A時，會拍攝出重疊的部位，例如分段圖片A1的下半部與分段圖片A2的上半部會相互重疊，藉此透過此種相互重疊的效果，能夠確保完整的拍攝到整個的晶圓片。

之後再將分段圖片A傳送至缺口判斷模組5中，來檢測各分段圖片A中所拍攝到的部分晶圓片(分段圖片A中所拍攝到之晶圓片的局部部分圖片)是否具有缺口，本實施例之檢測方式以透過二值化之方式判斷晶圓片是否具有缺口作為舉例。

而若缺口判斷模組5判斷各分段圖片A中的部分晶圓片沒有缺口時，則會直接結束整體的檢測動作，並將相關資料進行存取，若是檢測到有缺口時，則會將具有缺口之分段圖片A傳送至缺口判斷模組5中，來計算出該缺口位於晶圓片上的絕對位置於何處，本實施例以分段圖片A2及分段圖片A3中有拍攝到缺口作為舉例。

本實施例之計算方式可配合第五圖至第七圖所示，且會以計算分段圖片A2中的缺口來作為舉例，可先利用角度判斷元件61計算缺口位置的切線角度T，例如本實施例之缺口切線角度T為正60度，之後再利用中心線判斷元件62來判斷出部分晶圓片的中心線C位置，來判讀出缺口位於左側處還是右側處(本實施例以位於左側處作為舉例)，再經由長度判斷元件63來判讀出缺口位置處於晶圓片上的水平長度W，最後將切線角度T、中心線C位置、及水平長度W傳送至位置判斷元件64中來進行整合判斷的動作，即可判斷出缺口的絕對位置於何處並進行紀錄存取的動作。

例如以本實施例之數據可看出，符合的水平長度W之位置有第七圖的兩處，即代表缺口可能位置在上下兩條水平長度W的端點處，再配合因為切線角度T為正值，因此可判斷出缺口應位於左上及右下兩處(因只有左上及右下兩處的切線角度T會是正值，而右上及左下兩側會是負值)，最後再透過中心線C判讀的方式，來判讀出缺口應位於中心線C的左側處，如此即可推斷出缺口的絕對位置在於第七圖的左上之絕對位置處。

如此使用者即可透過上述之方向，將晶圓片分段式的拍成多組分段圖片A，以分別來檢測分段圖片A中是否具有缺口處，並當出現缺口時，能相當準確的判讀出缺口的位置處，以利使用者能快速進行檢測的動作。並且由於能進行分段式的拍攝檢測，因此不論檢測尺寸多大的晶圓片，都能利用同一組攝影元件2進行拍攝，不需要根據晶圓片的尺寸，採購設置不同尺寸的攝影元件2，因此還能大幅降低檢測時的成本。

另外，一般利用連續拍攝的技術來檢測是否有異常狀況時，會於拍攝機台中設置編碼器(encoder)來進行觸發取像的動作，例如利用編碼器(encoder)設置移動200mm則拍攝一張分段圖片A，藉此降低拍攝每張分段圖片A時的移動誤差，以讓拍攝出的分段圖片A能完整的銜接拼湊出一晶圓片，來得知缺口位置。而本案能於上述內容中得知，可直接利用具有缺口的分段圖片A，來計算出缺口於晶圓片上的絕對位置處。與一般連續拍攝的檢測技術完全不相同，並不需要另外加裝編碼器(encoder)來進行觸發取像的動作，因此在製造成本上也能大幅度的降低，同時能提高使用上的方便性。

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。

綜上所述，本發明之晶圓缺口位置之判斷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，發明人定當竭力配合，實感德便。

1:晶圓帶動元件

2:攝影元件

3:背光元件

4:處理主機

5:缺口判斷模組

6:位置判斷模組

61:角度判斷元件

62:中心線判斷元件

63:長度判斷元件

64:位置判斷元件

7:晶圓載具

Claims (10)

1. 一種晶圓缺口位置之判斷裝置，其主要包含：

   一晶圓帶動元件，該晶圓帶動元件係帶動晶圓片移動；

   一攝影元件，該攝影元件設於該晶圓帶動元件之一側處，以供分段式的連續拍攝該晶圓帶動元件所帶動之晶圓片，以產生複數之分段圖片；

   一背光元件，該背光元件設於該攝影元件之一側處，以供給予該攝影元件所需之光源；

   一處理主機，該處理主機設於該攝影元件之一側處，以供接收該攝影元件所拍攝的該些分段圖片；

   一缺口判斷模組，該缺口判斷模組設於該處理主機內，以供判斷該分段圖片上之部分晶圓片是否具有缺口；及

   一位置判斷模組，該位置判斷模組設於該處理主機內並與該缺口判斷模組相連接，以供接收具有缺口之各該分段圖片。
2. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓缺口位置之判斷裝置，其中該位置判斷模組具有一角度判斷元件、一設於該角度判斷元件之一側處的中心線判斷元件、一設於該中心線判斷元件之一側處的長度判斷元件、及一與該角度判斷元件、該中心線判斷元件、及該長度判斷元件資訊連接的位置判斷元件。
3. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓缺口位置之判斷裝置，其中該缺口判斷模組係透過二值化之方式判斷各該分段圖片上的部分晶圓片是否具有缺口。
4. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓缺口位置之判斷裝置，其中該晶圓帶動元件之一側處設有一晶圓載具。
5. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓缺口位置之判斷裝置，其中該些分段圖片上之部分晶圓片係供組合成一完整之晶圓片。
6. 一種晶圓缺口位置之判斷方法，其主要包含：

   (a)透過一晶圓帶動元件帶動晶圓片於一攝影元件的拍攝位置沿一方向持續移動；

   (b)利用該攝影元件配合一背光元件給予的光源持續分段式的拍攝該晶圓片，以產生複數的分段圖片；

   (c)將該些分段圖片傳送至一處理主機中，並經由該處理主機中的一缺口判斷模組判斷該些分段圖片上之部分晶圓片是否具有缺口，若具有缺口則進 行步驟(d)，若無則直接進行步驟(e)；

   (d)將具有缺口之分段圖片利用一位置判斷模組判斷缺口於晶圓片上的絕對位置處；及

   (e)結束動作並存取相關內容。
7. 如申請專利範圍第6項所述之晶圓缺口位置之判斷方法，其中於該步驟(d)之中，該位置判斷模組係利用一角度判斷元件檢測晶圓片邊緣之切線角度，與利用一中心線判斷元件判斷出中心線位置，並利用一長度判斷元件計算出缺口位置之水平長度，再將切線角度、中心線位置、及水平長度傳送至一位置判斷元件中來判斷出絕對位置。
8. 如申請專利範圍第6項所述之晶圓缺口位置之判斷方法，其中該缺口判斷模組係透過二值化之方式判斷各該分段圖片上的晶圓片是否具有缺口。
9. 如申請專利範圍第6項所述之晶圓缺口位置之判斷方法，其中該晶圓帶動元件之一側處設有一晶圓載具。
10. 如申請專利範圍第6項所述之晶圓缺口位置之判斷方法，其中該些分段圖片上之部分晶圓片係供組合成一完整之晶圓片。

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