專利名稱：晶片邊緣檢測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種晶片上的半導(dǎo)體集成電路的自動(dòng)化制造，且特別是有關(guān)于一種自動(dòng)化制造的晶片正確位置的檢測(cè)。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體集成電路大量地制作于半導(dǎo)體基材的連續(xù)層中，于基材的表面上，集成電路成群配置，這一群群的集成電路即為已知的半導(dǎo)體芯片，此基材覆蓋在硅片上。
一種硅片具有由平邊所截形的圓形周邊，其中此平邊稱為晶片平邊。半導(dǎo)體晶粒的位置與晶片平邊以及晶片中心有關(guān)。因此，如同晶片中心，晶片平邊也為一參考處。
在自動(dòng)化制造期間，晶片托架或夾鉗夾住晶片的邊緣。晶片托架或夾鉗將晶片定位，并引導(dǎo)晶片通過(guò)自動(dòng)化晶片制造的設(shè)備。在夾鉗運(yùn)送晶片至晶片制造設(shè)備前，晶片平邊朝向夾鉗。
當(dāng)晶片未相對(duì)于晶片制造裝置適當(dāng)定位時(shí)，裝置會(huì)在晶片表面上產(chǎn)生缺陷，且導(dǎo)致一些晶粒為夾鉗所遮蔽，因此這些受到遮擋的晶粒將無(wú)法加以適當(dāng)?shù)刂谱鳌?br> 于本發(fā)明提出之前，有一種邊緣檢測(cè)器用來(lái)檢測(cè)晶片平邊的位置。然而，晶片可能會(huì)偏移到不適當(dāng)?shù)奈恢茫蛘叽诉吘墮z測(cè)器可能無(wú)法操作。沒(méi)有檢測(cè)晶片偏移、或者于檢測(cè)到晶片偏移時(shí)來(lái)停止自動(dòng)化制造裝置的機(jī)制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明有關(guān)于一種檢測(cè)晶片平邊位置從所需位置偏移的方法；以及于晶片平邊位置從所需位置的偏移超過(guò)一設(shè)定量時(shí)停止晶片制造裝置，用以檢測(cè)晶片平邊偏移的設(shè)備具有一個(gè)框架以及二傳感器，其中這些傳感器位于晶片制造裝置的電力供應(yīng)電路中。這些傳感器檢測(cè)晶片平邊位置從所需位置的偏移，并停止此晶片制造裝置。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種晶片邊緣檢測(cè)器，至少包括多個(gè)傳感器，位于一電力供應(yīng)電路中，以關(guān)掉一晶片制造裝置，該些傳感器檢測(cè)晶片平邊位置之一偏移，而該電力供應(yīng)電路關(guān)掉該晶片制造裝置。
一種控制電路，至少包括多個(gè)傳感器，用以檢測(cè)一晶片上之一晶片平邊之一邊緣；一電力供應(yīng)器對(duì)該些傳感器供應(yīng)電力；一繼電器，該繼電器由該些傳感器的多個(gè)輸出所致動(dòng)；以及一螺線管，該螺線管由該繼電器所致動(dòng)，該螺線管開(kāi)啟一門(mén)以供該晶片退出而進(jìn)入用以進(jìn)行進(jìn)一步晶片制造之一裝置；其中，該些傳感器的至少一者感測(cè)出一晶片平邊偏移而中斷該裝置。


圖1為繪示晶片引導(dǎo)與晶片夾鉗裝置的上視圖。
圖2A為繪示晶片已經(jīng)產(chǎn)生順時(shí)針旋轉(zhuǎn)偏移的示意圖。
圖2B為繪示晶片已經(jīng)產(chǎn)生逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)偏移的示意圖。
圖3A為繪示量化晶片平邊偏移的測(cè)量的示意圖。
圖3B為繪示晶片平邊偏移量的偏移值的曲線圖。
圖4為繪示背面氦氣流對(duì)偏移量所對(duì)應(yīng)的偏移值的曲線圖。
圖5A為繪示晶片平邊確認(rèn)設(shè)備的立體圖。
圖5B為繪示圖5A所示的部分裝置的片斷圖。
圖6為繪示控制電路的電路圖。
圖號(hào)說(shuō)明1初始位置 2位置
3位置4位置5位置6位置7位置8位置100晶片引導(dǎo)與晶片夾鉗設(shè)備102晶片引導(dǎo)器104箭頭106晶片 106a晶片平邊108邊緣檢測(cè)器110升降與旋轉(zhuǎn)機(jī)112入口裝載鎖或夾鉗112a入口裝載鎖外部門(mén)200電極 202正確位置300曲線 400曲線500晶片平邊確認(rèn)設(shè)備502框架 504檢測(cè)器支撐架506a傳感器 506b傳感器508調(diào)節(jié)螺絲 510托架512托架 514調(diào)節(jié)螺絲600控制電路 602電力供應(yīng)器604電路線606接地電路線608電路線610繼電器612螺線管C角度WRS1信號(hào) WRS2信號(hào)具體實(shí)施方式
實(shí)施例結(jié)合

如下其中的相對(duì)用語(yǔ)，例如“較低”、“較高”、“水平的”、“垂直的”、“上方”、“下方”、“上”、“下”、“頂部”與“底部”以及其衍生詞(例如“水平地”、“向下地”、“向上地”等等)應(yīng)視為與隨后所述或目前所討論之圖標(biāo)中所示之方位有關(guān)。這些相對(duì)用語(yǔ)是用以方便說(shuō)明，而并非要求裝置以特殊方位來(lái)進(jìn)行建構(gòu)或操作。關(guān)于連接、結(jié)合及其它相似用語(yǔ)，例如“連接的”與“互相連接的”，指的是一種關(guān)系，除非特別說(shuō)明，否則在此種關(guān)系中結(jié)構(gòu)直接地或透過(guò)中間結(jié)構(gòu)而間接地牢牢固定或附著在另一結(jié)構(gòu)上，而且均為可動(dòng)或固定的連接或關(guān)系。
圖1所示為半導(dǎo)體處理工業(yè)中眾所皆知的晶片制造裝置的晶片引導(dǎo)與晶片夾鉗設(shè)備100。晶片引導(dǎo)器102位于晶片引導(dǎo)與晶片夾鉗設(shè)備100的初始位置1，以箭頭104的方向?qū)б龑?dǎo)器102至位置2，晶片引導(dǎo)器102在位置2時(shí)接收晶片106。位于位置3的邊緣檢測(cè)器108搜尋晶片平邊。位于位置4的升降與旋轉(zhuǎn)機(jī)110旋轉(zhuǎn)晶片106，以移動(dòng)晶片平邊的角度，使晶片平邊移動(dòng)至邊緣檢測(cè)器108能檢測(cè)的位置。接著，晶片引導(dǎo)器102將晶片106傳送至位于位置5的入口裝載鎖(Entrance Load Lock；ELL)或夾鉗112。入口裝載鎖或夾鉗112具有入口裝載鎖外部門(mén)112a，可關(guān)閉并鎖住晶片106的位置。入口裝載鎖或夾鉗112夾住晶片106的環(huán)狀周邊，以在半導(dǎo)體制造中進(jìn)一步制造晶片106的期間夾住晶片106。當(dāng)晶片106位于晶片制造裝置中以進(jìn)行下一制程時(shí)，位于位置6的四插梢升降機(jī)114將晶片引導(dǎo)器102與晶片106分離。晶片106于位置7時(shí)退出入口裝載鎖或夾鉗112，且于位置8接收晶片引導(dǎo)器102以返回初始位置1。
現(xiàn)在，參照?qǐng)D2A與圖2B來(lái)討論一個(gè)晶片制造裝置的例子。一種晶片制造裝置具有電極200，當(dāng)晶片106位在正確位置時(shí)，電極200須完全為晶片106所覆蓋。當(dāng)晶片106放在電極200上方時(shí)，入口裝載鎖或夾鉗112固定住晶片106。電極200必須位于全部的半導(dǎo)體芯片的下方。更進(jìn)一步而言，當(dāng)晶片表面在制造操作期間受到電漿轟擊時(shí)，晶片106必須完全覆蓋住電極200。當(dāng)晶片106偏離正確位置時(shí)，一部分的電極200未受到覆蓋，因而會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。
圖2A為繪示晶片106順時(shí)針旋轉(zhuǎn)而偏離晶片平邊106a的正確位置202。因此，晶片平邊106a相對(duì)于晶片平邊106a的正確位置202順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度C。圖2B為繪示晶片106逆針旋轉(zhuǎn)而偏離晶片平邊106a的正確位置202。因此，晶片平邊106a相對(duì)于晶片平邊106a的正確位置202逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。若非晶片106產(chǎn)生偏移而為邊緣檢測(cè)器108所檢測(cè)出，就是邊緣檢測(cè)器108在檢測(cè)晶片平邊106a時(shí)產(chǎn)生誤差。當(dāng)入口裝載鎖或夾鉗112固定晶片106時(shí)，晶片106不在其正確位置上。如此一來(lái)，晶片106無(wú)法完全覆蓋住電極200，而使得部分的電極200突出于晶片平邊106a的一邊。當(dāng)電漿轟擊晶片106表面時(shí)，電極200受到一些電漿非預(yù)期地轟擊，而產(chǎn)生空降污染微粒掉落在半導(dǎo)體芯片上，進(jìn)而降低制作于晶片106上的半導(dǎo)體電路的生產(chǎn)良率。
圖3A為六寸的晶片106，即152.4毫米的晶片106，晶片106的半徑r＝76.2毫米。圖3A為所繪示的晶片106逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)并偏移其應(yīng)有的位置一個(gè)數(shù)量，而沿水平面的正交軸X與Y產(chǎn)生偏移值(X，Y)。其中，一個(gè)數(shù)量Φ＝180°/200，偏移值X＝L’-L，而偏移值Y＝d’-d。
圖3B為繪示偏移值(X，Y)相對(duì)于晶片平邊106a的偏移量的曲線300。
圖4為繪示用以進(jìn)行背面氦氣冷卻(B/H)的背面氦氣流相對(duì)于名義數(shù)量為200所對(duì)應(yīng)的偏移值的曲線400。裝置由氦氣流吹向晶片背面，以將熱從晶片傳導(dǎo)至較低溫度的電極的方式來(lái)冷卻晶片，并置換會(huì)引發(fā)電弧的空氣。然而，晶片平邊106a可能僅偏移其適當(dāng)位置兩個(gè)數(shù)量，相當(dāng)于(2)(0.9°)的角位移，即足以要求增加氦氣壓來(lái)充分冷卻晶片106。本發(fā)明在晶片平邊106a僅偏移其適當(dāng)位置兩個(gè)數(shù)量時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。
當(dāng)晶片平邊106a僅偏移其適當(dāng)位置五個(gè)數(shù)量時(shí)，相當(dāng)于(5)(0.9°)的角位移時(shí)，入口裝載鎖或夾鉗112遮蓋住一些半導(dǎo)體芯片，而導(dǎo)致晶片106上的半導(dǎo)體電路的生產(chǎn)良率下降。
當(dāng)晶片106已經(jīng)偏離其正確位置且為入口裝載鎖或夾鉗112所固定時(shí)，入口裝載鎖或夾鉗112會(huì)遮蓋住晶片106的上表面的一部分，如虛線202所示。入口裝載鎖或夾鉗112會(huì)遮蓋到一些半導(dǎo)體晶粒，而導(dǎo)致制作在晶片106上的半導(dǎo)體電路的生產(chǎn)良率下降。
圖5A為繪示本發(fā)明之一實(shí)施例。晶片平邊確認(rèn)設(shè)備500具有框架502，此框架502具有檢測(cè)器支撐架504，其中在此檢測(cè)器支撐架504上架設(shè)有二個(gè)光電的傳感器506a與傳感器506b。傳感器506a與傳感器506b向外水平突出于檢測(cè)器支撐架504，以突出而懸在晶片平邊106a之一邊的上方。圖2A為傳感器506a與傳感器506b分別發(fā)射出光束的信號(hào)WRS1與信號(hào)WRS2，其中信號(hào)WRS1與信號(hào)WRS2穿過(guò)晶片平邊106a的邊緣旁，以檢測(cè)位于正確位置的晶片平邊106a。信號(hào)WRS1與信號(hào)WRS2位于半導(dǎo)體制造裝置的電力供應(yīng)電路中。如圖2A所示，當(dāng)晶片106因順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)而沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)時(shí)，晶片平邊106a轉(zhuǎn)動(dòng)而攔阻光束的信號(hào)WRS2。如圖2B所示，當(dāng)晶片106因逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)而沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)時(shí)，晶片平邊106a轉(zhuǎn)動(dòng)而攔阻光束的信號(hào)WRS1。傳感器506a與傳感器506b之中任一者失去作用時(shí)，亦即當(dāng)傳感器506a或傳感器506b的光束的信號(hào)WRS1或信號(hào)WRS2由沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)的晶片平邊106a所攔阻或遮斷時(shí)，將會(huì)觸發(fā)一信號(hào)來(lái)中斷已準(zhǔn)備在晶片106上進(jìn)行制程的晶片制造裝置。
當(dāng)晶片106必須遮蓋住電極200時(shí)，本發(fā)明于晶片平邊106a偏離適當(dāng)位置等于或超過(guò)僅僅二個(gè)數(shù)量時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。圖5B為繪示傳感器506a或傳感器506b均具有可調(diào)式架設(shè)機(jī)構(gòu)，此可調(diào)式架設(shè)機(jī)構(gòu)包括但并不限于架設(shè)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征，現(xiàn)在將描述于下。將傳感器506a或傳感器506b架設(shè)在L型的托架510上時(shí)，傳感器506a或傳感器506b均利用一副調(diào)節(jié)螺絲508予以樞接固定，以將傳感器506a或傳感器506b樞接于豎立平面中。接下來(lái)，將托架510架設(shè)在另一數(shù)量調(diào)節(jié)的托架512上，托架512可沿著圖3A所示的呈正交的X-Y軸進(jìn)行水平調(diào)節(jié)。托架512利用一副調(diào)節(jié)螺絲514予以固定。設(shè)定傳感器506a或傳感器506b來(lái)使其發(fā)射光束的信號(hào)WRS1以及信號(hào)WRS2，以攔截對(duì)應(yīng)于如圖3B所示的晶片平邊偏移量的X、Y值。
舉例而言，于要求電極200須受到遮蓋的制造裝置中，由調(diào)整X、Y值來(lái)設(shè)定傳感器506a與傳感器506b，以檢測(cè)晶片平邊偏移等于或超過(guò)二個(gè)數(shù)量的晶片平邊106a。當(dāng)制造裝置可容許五個(gè)數(shù)量的晶片平邊偏移時(shí)，由調(diào)整X、Y值來(lái)設(shè)定傳感器506a與傳感器506b，以檢測(cè)晶片平邊偏移等于或超過(guò)五個(gè)數(shù)量的晶片平邊106a。例如，制造裝置的電極200不能容許高達(dá)五個(gè)數(shù)量的晶片平邊偏移。因此，由相對(duì)應(yīng)且可調(diào)式的架設(shè)機(jī)構(gòu)，傳感器506a與傳感器506b可調(diào)整來(lái)檢測(cè)角位移介于(2)(0.9°)至(5)(0.9°)之間的晶片平邊偏移。
圖6為繪示晶片平邊確認(rèn)系統(tǒng)的控制電路600的電路圖?？刂齐娐?00具有24伏的電力供應(yīng)器602，電力供應(yīng)器602經(jīng)由電路線604供電至傳感器506a與傳感器506b，并由接地電路線606而以地面(GND)作參考點(diǎn)。傳感器506a與傳感器506b透過(guò)輸出的電路線608提供24伏常閉(NC)集成電路的繼電器610輸出信號(hào)。繼電器610致動(dòng)入口裝載鎖外部門(mén)112a開(kāi)啟螺線管612來(lái)開(kāi)啟入口裝載鎖外部門(mén)112a，以供晶片106退出，并進(jìn)入一晶片制造裝置。當(dāng)晶片106偏移其適當(dāng)位置時(shí)，晶片106會(huì)攔截傳感器506a與傳感器506b中之一者，導(dǎo)致透過(guò)電路線608的傳感器輸出信號(hào)遭受攔截，而無(wú)法致動(dòng)繼電器610。接下來(lái)，由于晶片106不在其適當(dāng)位置上，入口裝載鎖外部門(mén)112a將不會(huì)開(kāi)啟，而造成晶片制造裝置的關(guān)閉或中斷。因此，已偏離其適當(dāng)位置的晶片106中斷自動(dòng)化制造裝置，以預(yù)防晶片106的低良率制造。
權(quán)利要求
1.一種晶片邊緣檢測(cè)器，其特征在于，至少包括多個(gè)傳感器，位于一電力供應(yīng)電路中，以關(guān)掉一晶片制造裝置，該些傳感器檢測(cè)晶片平邊位置之一偏移，而該電力供應(yīng)電路關(guān)掉該晶片制造裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的晶片邊緣檢測(cè)器，其特征在于，更至少包括該些傳感器經(jīng)調(diào)整后，在多個(gè)角位移方向中檢測(cè)一晶片平邊偏移。
3.如權(quán)利要求1所述的晶片邊緣檢測(cè)器，其特征在于，更至少包括該些傳感器經(jīng)調(diào)整后，在角位移范圍介于(2)(0.9°)至(5)(0.9°)之間檢測(cè)一晶片平邊偏移。
4.如權(quán)利要求1所述的晶片邊緣檢測(cè)器，其特征在于，更至少包括一框架；以及一可調(diào)式架設(shè).機(jī)構(gòu)，其中該可調(diào)式架設(shè)機(jī)構(gòu).將每一該些傳感器架設(shè)在該框架上，以沿正交軸進(jìn)行調(diào)整。
5.如權(quán)利要求1所述的晶片邊緣檢測(cè)器，其特征在于，更至少包括一框架，且該些傳感器可調(diào)整地架設(shè)于該框架上。
6.如權(quán)利要求1所述的晶片邊緣檢測(cè)器，其特征在于，更至少包括一繼電器，該繼電器接收來(lái)自該些傳感器的多個(gè)信號(hào)；一螺線管，其中該螺線管由該繼電器所操控，以開(kāi)啟該晶片制造裝置之一門(mén)來(lái)釋放一對(duì)應(yīng)晶片供進(jìn)一步的制造；以及一晶片平邊偏移，該晶片平邊偏移中斷從該些傳感器所發(fā)出的多個(gè)信號(hào)的至少一者。
7.一種控制電路，其特征在于，至少包括多個(gè)傳感器，用以檢測(cè)一晶片上之一晶片平邊之一邊緣；一電力供應(yīng)器對(duì)該些傳感器供應(yīng)電力；一繼電器，該繼電器由該些傳感器的多個(gè)輸出所致動(dòng)；以及一螺線管，該螺線管由該繼電器所致動(dòng)，該螺線管開(kāi)啟一門(mén)以供該晶片退出而進(jìn)入用以進(jìn)行進(jìn)一步晶片制造之一裝置；其中，該些傳感器的至少一者感測(cè)出一晶片平邊偏移而中斷該裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的控制電路，其特征在于，更至少包括該些檢測(cè)器架設(shè)成沿正交軸并相對(duì)于該晶片平邊偏移的角位移來(lái)進(jìn)行調(diào)整。
9.如權(quán)利要求7所述的控制電路，其特征在于，更至少包括該些傳感器可在一框架上進(jìn)行調(diào)整。
10.如權(quán)利要求7所述的控制電路，其特征在于，更至少包括該些傳感器可沿正交軸進(jìn)行調(diào)整。
全文摘要
一種晶片邊緣檢測(cè)器，該檢測(cè)器檢測(cè)晶片平邊偏移的方法，晶片平邊確認(rèn)設(shè)備500具有二傳感器506a與傳感器506b，其中傳感器506a與傳感器506b位于晶片制造裝置的具電力供應(yīng)器的控制電路600中，傳感器506a與傳感器506b檢測(cè)晶片平邊位置從所需位置的偏移，并中斷晶片制造裝置。
文檔編號(hào)H01L21/66GK1630055SQ20041004557
公開(kāi)日2005年6月22日 申請(qǐng)日期2004年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月16日
發(fā)明者樂(lè)建華, 陳柏銘, 江明哲, 楊志深 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司