專利名稱：晶片定位方法和裝置,晶片加工系統(tǒng)及晶片定位裝置的晶片座旋轉(zhuǎn)軸定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種晶片定位方法，其用于例如半導(dǎo)體晶片的檢查、加工或傳送過(guò)程等的預(yù)備階段，并且其將晶片準(zhǔn)確地定位在給定方向和給定位置；本發(fā)明還涉及使用該方法的晶片定位裝置；以及包括該晶片定位裝置并使用上述方法的晶片加工系統(tǒng)。
本發(fā)明還涉及一種將晶片座旋轉(zhuǎn)軸定位在一條直線上的方法，該直線通過(guò)直線傳感器的中心部分并在其延伸方向上延伸，該方法作為定位裝置的預(yù)備步驟，該定位裝置用于半導(dǎo)體晶片的檢查、加工或傳送過(guò)程等的預(yù)備階段，并將晶片準(zhǔn)確地定位在給定方向和給定位置；本發(fā)明還涉及使用該方法的晶片定位裝置。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件的制造過(guò)程中，多個(gè)將作為半導(dǎo)體器件基片的晶片裝在如圖1所示由多個(gè)支架構(gòu)成的盒子20中，并在潔凈室中傳送。近來(lái)，為了很好地防止會(huì)引起晶片上精細(xì)電路發(fā)生短路的外來(lái)材料粘附到晶片上，晶片被裝在密封清潔容器中進(jìn)行傳送。這些晶片從高度潔凈的小室中的潔凈容器中取出，然后再進(jìn)行各種處理，例如檢驗(yàn)和加工。此后，當(dāng)用傳送裝置例如機(jī)器人將晶片放回盒子或潔凈容器中時(shí)，為了防止例如由于晶片與盒壁之間的接觸而導(dǎo)致晶片的損壞或跌落這樣的事故，在開始裝盒操作之前必須將晶片的中心點(diǎn)與機(jī)器人手指的中心位置對(duì)準(zhǔn)。
在需要晶片位置信息的過(guò)程中，例如構(gòu)圖、沉積和化學(xué)氣相沉積過(guò)程和各種檢查，將晶片外周邊緣的切口部分如定向平面(下文稱為“OF”)和切口以及晶片中心點(diǎn)持續(xù)準(zhǔn)確地定位在給定的位置是一個(gè)重要的預(yù)備階段操作。因此，在轉(zhuǎn)到前述過(guò)程之前，必須將晶片放在一般稱作定位器的晶片定位裝置上，檢測(cè)晶片中心點(diǎn)的位置和切口部分的取向，將晶片準(zhǔn)確地移動(dòng)到正確的位置，然后再將晶片移交到各個(gè)加工裝置、各個(gè)檢測(cè)裝置和機(jī)器人等。
晶片定位裝置大體上包括一個(gè)被稱為主軸的小圓臺(tái)，小圓臺(tái)的大小使得其可作為旋轉(zhuǎn)軸上的晶片座，晶片置于其上。通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)使主軸與置于其上的晶片一起旋轉(zhuǎn)，并利用直線傳感器和角度傳感器(例如編碼器)檢測(cè)從旋轉(zhuǎn)軸或主軸的旋轉(zhuǎn)軸到晶片外周邊緣的偏心半徑和旋轉(zhuǎn)角度，從而計(jì)算出圓形晶片的中心點(diǎn)位置和切口部分位置。此后，在X軸和Y軸的延伸方向上將晶片移動(dòng)如上所計(jì)算的距離，并旋轉(zhuǎn)如上所計(jì)算的角度。從而將晶片準(zhǔn)確地定位在給定位置和給定方向上。這樣的常規(guī)定位裝置已經(jīng)在例如公開號(hào)為S59(1984)-147444的日本專利申請(qǐng)、公開號(hào)為H05(1993)-343501的日本專利申請(qǐng)、公開號(hào)為H06(1994)-224285的日本專利申請(qǐng)中提出。
例如，在公開號(hào)為H05(1993)-343501的日本專利申請(qǐng)中描述的裝置包括在X、Y和Z軸方向上移動(dòng)晶片座并旋轉(zhuǎn)晶片座的驅(qū)動(dòng)裝置。在該裝置中，對(duì)通過(guò)旋轉(zhuǎn)晶片而從外周邊緣檢測(cè)裝置中獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，通過(guò)DMA數(shù)據(jù)傳送裝置將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)直接傳送到儲(chǔ)存電路中。從而縮短了計(jì)算時(shí)間。此外，在該裝置中，如圖23所示，利用處理器裝置、使用以下表達(dá)式，由切口部分的端點(diǎn)θx1以及在外周邊緣上的其他三個(gè)點(diǎn)θx2、θx3和θx4處的晶片外周邊緣信號(hào)Lx1、Lx2、Lx3和Lx4可計(jì)算出偏心量Le和偏心角θ0，其中，外周邊緣上的其它三個(gè)點(diǎn)θx2、θx3和θx4是從θx1開始依次繞旋轉(zhuǎn)軸B旋轉(zhuǎn)90°而得到的Le＝1/2·{(Lx3-Lx1)2+(Lx4-Lx2)2}1/2θ0＝tan-1{(Lx3-Lx1)/(Lx4-Lx2)}這里，通過(guò)將對(duì)于前述4點(diǎn)獲得的微小角Δθx和相應(yīng)的偏心半徑ΔLx之間的比值與緊鄰的前一個(gè)比值ΔLx-1/Δθx-1進(jìn)行儲(chǔ)存和比較，并獲得晶片旋轉(zhuǎn)360°期間所述比值變成某一固定值或更大并且ΔLx達(dá)到最大值時(shí)的一個(gè)點(diǎn)，從而確定切口部分一端的偏心角θ0。因此，首先將晶片中心點(diǎn)移動(dòng)到給定位置，重新取出晶片，并將旋轉(zhuǎn)軸與晶片中心點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。下一步，旋轉(zhuǎn)晶片直至切口部分移動(dòng)到給定位置，然后停止。從而可以將所有過(guò)程的定位時(shí)間從通常的8-10秒縮短到3-4秒。
在公開號(hào)為H06(1994)-224285日本專利申請(qǐng)中，使用了具有與上述類似機(jī)器結(jié)構(gòu)的晶片定位裝置。如圖24所示，通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸B的兩個(gè)正交直線與晶片外周邊緣相交的四個(gè)點(diǎn)的偏心半徑的總和約為直徑的2倍。當(dāng)這兩條正交直線以每次確定的角度(＝約10°)旋轉(zhuǎn)直至360°時(shí)，測(cè)量偏心半徑an、bn、cn和dn，Ln＝an+bn+cn+dn的結(jié)果在360°角度范圍內(nèi)幾乎是恒定的。然而，由于切口部分Ln＝an+bn+cn+dn的結(jié)果最小，從而就可獲得切口部分。這里，從通過(guò)晶片中心點(diǎn)的垂直直線的四個(gè)偏心半徑可獲得旋轉(zhuǎn)軸B與晶片中心點(diǎn)之間的偏差。
順便提一下，在近來(lái)的半導(dǎo)體工藝中，為了提高生產(chǎn)率，晶片尺寸已經(jīng)變大，例如晶片直徑達(dá)到300mm，晶片重量也已經(jīng)變大，是常規(guī)重量的兩倍。盡管晶片尺寸增大，但仍然要求晶片定位裝置具有高速度和高精度。
然而，在前述常規(guī)裝置的任何一種中，對(duì)于通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸并相互垂直的直線與晶片外周邊緣相交的四點(diǎn)，在360°范圍內(nèi)對(duì)每個(gè)微小角都要采集數(shù)據(jù)。因此采集和計(jì)算大量的數(shù)據(jù)很耗費(fèi)時(shí)間。而且，由于晶片必須至少回轉(zhuǎn)一次，也需要旋轉(zhuǎn)時(shí)間。此外，在前述常規(guī)裝置中，在晶片中心點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)的移動(dòng)過(guò)程和切口部分角度的對(duì)準(zhǔn)過(guò)程之間，必須要重新取回晶片。因此整體時(shí)間并沒(méi)有縮短太多。
在前述傳統(tǒng)裝置的任何一種中，360°的每個(gè)分割角都是粗略的。而且，在檢測(cè)切口部分時(shí)，最小點(diǎn)，即在表示偏心半徑與旋轉(zhuǎn)角度之間關(guān)系的圖中(例如，如圖9所示)所示的平滑線下降到的最低點(diǎn)，被認(rèn)為是切口部分的中心，但它并不是切口部分的初始中心。因此，這樣就不夠準(zhǔn)確，并且存在晶片定位精度低的難題。
為解決高速度和高精度的問(wèn)題，本申請(qǐng)的發(fā)明人已經(jīng)致力于有關(guān)定位方法的研究，這種定位方法不需要耗時(shí)的操作過(guò)程，例如重新取回晶片和在旋轉(zhuǎn)中停止或重新旋轉(zhuǎn)，以及會(huì)給計(jì)算裝置如計(jì)算機(jī)增加負(fù)荷的處理大量數(shù)據(jù)的過(guò)程。結(jié)果，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種和常規(guī)方法相比明顯可以提高精度和縮短時(shí)間的方法，并且還開發(fā)出了一種晶片定位裝置和一套晶片處理系統(tǒng)。
而且，為了像如前所述那樣，通過(guò)旋轉(zhuǎn)晶片從而計(jì)算晶片中心點(diǎn)的位置，在操作開始時(shí)，必須將主軸的旋轉(zhuǎn)軸精確地定位在一點(diǎn)上，該點(diǎn)為主軸移動(dòng)方向上的直線(一般為定位裝置的X軸)與通過(guò)直線傳感器中心部分并在其延伸方向上延伸的直線(大體上為平行于定位裝置Y軸的直線)相互垂直相交的點(diǎn)。否則就不能測(cè)量出從主軸的旋轉(zhuǎn)軸至晶片外周邊緣的正確偏心半徑。
因而，在前述文獻(xiàn)中提出的任何一種常規(guī)定位裝置中，直線傳感器與主軸的旋轉(zhuǎn)軸之間的位置關(guān)系都如上所述那樣被機(jī)械地固定。這些常規(guī)裝置都是基于經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間這樣的位置關(guān)系也不會(huì)改變的假設(shè)。
但是，實(shí)際上，在裝配定位裝置時(shí)，當(dāng)在半導(dǎo)體工廠安裝定位裝置時(shí)，當(dāng)由于某個(gè)物體偶然撞擊到直線傳感器而導(dǎo)致位置偏差，或者更換直線傳感器的時(shí)候，就需要對(duì)傳感器的位置進(jìn)行精細(xì)地布置。即使是熟練的工程師在這種調(diào)節(jié)的維護(hù)操作中也需要耗費(fèi)相當(dāng)多的時(shí)間。而且，當(dāng)傳感器位置仍有偏差在進(jìn)行定位操作時(shí)，如果偏心度超出了某一公差，則會(huì)給出警報(bào)并將操作停止。如果偏心度在公差范圍內(nèi)，則晶片定位操作會(huì)繼續(xù)進(jìn)行，但保持這個(gè)偏心度，這常常會(huì)導(dǎo)致定位精度較低。
考慮到上述實(shí)際情況，本申請(qǐng)的發(fā)明人開發(fā)出了一種晶片座旋轉(zhuǎn)軸的定位方法，其中，在開始晶片位置檢測(cè)操作之前，晶片定位裝置自動(dòng)準(zhǔn)確地將旋轉(zhuǎn)軸定位在垂直于X軸的直線傳感器中心線上，從而提高了基于后續(xù)晶片位置檢測(cè)操作的晶片定位精度，并且實(shí)現(xiàn)了一種無(wú)需維護(hù)的晶片定位裝置。

發(fā)明內(nèi)容
如本發(fā)明權(quán)利要求1-7所述，通過(guò)導(dǎo)出常規(guī)上不使用的、全新準(zhǔn)確并且不使用近似值的理論表達(dá)式，采集最少量的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)賦值給這些表達(dá)式，從而實(shí)現(xiàn)上述目的。
也就是說(shuō)，如權(quán)利要求1所述的本發(fā)明晶片定位方法是一種當(dāng)晶片定位裝置包括以下這些部件時(shí)的定位晶片方法。該晶片定位裝置包括一個(gè)直線傳感器，一個(gè)可在其上放置晶片的晶片座，能在二維或三維方向上移動(dòng)晶片座并且驅(qū)使晶片座繞給定旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的晶片座驅(qū)動(dòng)裝置以及計(jì)算裝置，該計(jì)算裝置執(zhí)行晶片定位的過(guò)程如下基于晶片座驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)晶片座旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角以及由直線傳感器獲得的晶片座上圓形晶片外周邊緣的檢測(cè)結(jié)果，經(jīng)過(guò)計(jì)算裝置計(jì)算出晶片中心點(diǎn)位置和切口部分方向的過(guò)程，計(jì)算裝置通過(guò)將晶片中心點(diǎn)移動(dòng)到給定位置并使晶片切口部分在給定方向上取向。該方法包括利用晶片座驅(qū)動(dòng)裝置將晶片座的旋轉(zhuǎn)軸定位在通過(guò)直線傳感器中心部分并在其延伸方向上延伸的直線上，并使其上放置有晶片的晶片座繞著旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；基于晶片座的旋轉(zhuǎn)角度和由直線傳感器獲得的晶片座上晶片外周邊緣的檢測(cè)結(jié)果，確定晶片的切口部分位置以及晶片的最大偏心半徑或最小偏心半徑，并且從這些結(jié)果中，利用計(jì)算裝置用幾何方法計(jì)算出當(dāng)晶片中心點(diǎn)位于給定位置并且晶片切口部分在給定方向上取向時(shí)晶片座的旋轉(zhuǎn)軸位置和旋轉(zhuǎn)角；以及利用晶片座驅(qū)動(dòng)裝置移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和停止晶片座，從而在不用重新取回晶片的條件下使晶片座的旋轉(zhuǎn)軸位置和旋轉(zhuǎn)角與計(jì)算出的旋轉(zhuǎn)軸位置和計(jì)算出的旋轉(zhuǎn)角相對(duì)應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的方法，當(dāng)晶片座驅(qū)動(dòng)裝置將晶片座的旋轉(zhuǎn)軸定位在通過(guò)直線傳感器中心部分并在其延伸方向上延伸的直線上并且使其上放置有晶片的晶片座繞著旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，直線傳感器檢測(cè)晶片座上晶片的外周邊緣，在晶片座的旋轉(zhuǎn)角和由直線傳感器獲得的晶片座上晶片外周邊緣的檢測(cè)結(jié)果之上，計(jì)算裝置確定晶片切口部分的位置和晶片的最大偏心半徑或最小偏心半徑，并且從這些結(jié)果中，用幾何方法計(jì)算當(dāng)晶片中心點(diǎn)位于給定位置并且晶片切口部分在給定方向上取向時(shí)晶片座的旋轉(zhuǎn)軸位置和旋轉(zhuǎn)角，以及利用晶片座驅(qū)動(dòng)裝置移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和停止晶片座，從而在不用重新取回晶片的情況下使晶片座的旋轉(zhuǎn)軸位置和旋轉(zhuǎn)角與計(jì)算出的旋轉(zhuǎn)軸位置和計(jì)算出的旋轉(zhuǎn)角相對(duì)應(yīng)。因而，這樣就可以省去諸如重新取回晶片或在旋轉(zhuǎn)中停止和重新旋轉(zhuǎn)晶片的耗時(shí)操作過(guò)程，以及會(huì)給計(jì)算裝置帶來(lái)負(fù)荷的處理大量數(shù)據(jù)的過(guò)程。從而可以獲得比以前明顯更高精度的晶片定位，并且可以縮短其操作時(shí)間。
順便提一下，在本發(fā)明的晶片定位方法中，如權(quán)利要求2所述，基于晶片座的旋轉(zhuǎn)角和由直線傳感器獲得的晶片座上晶片外周邊緣的檢測(cè)結(jié)果，計(jì)算裝置可以確定α、β1、β2以及Lm，并可以用以下表達(dá)式(1)、(2)、(3)和(4)分別計(jì)算出d、θ、ΔX和ΔYd＝Lm-r (1)θ＝r+[β1+β2+arcsin{(d/r)sin(β1-α)}+arcsin{(d/r)sin(β2-α)}]/2 (2)ΔX＝d sin(θ-α) (3)ΔY＝d cos(θ-α) (4)其中Lm晶片的最大偏心半徑或最小偏心半徑，d偏心中心(晶片座旋轉(zhuǎn)軸)和晶片中心點(diǎn)之間的偏差距離，r晶片半徑(已知數(shù))，
θ從晶片初始的基準(zhǔn)位置到在給定方向上停止切口部分之間晶片座的旋轉(zhuǎn)角，α在偏心中心處從晶片初始基準(zhǔn)位置到偏心半徑第一次成為最大值或最小值時(shí)所得到的位置之間的角度，β1在偏心中心處從晶片初始基準(zhǔn)位置到切口部分首端之間的角度，β2在偏心中心處從晶片初始基準(zhǔn)位置到切口部分末端之間的角度，γ由在給定方向上取向的切口部分和傳感器方向在晶片中心點(diǎn)處所形成的角度(指定值)，ΔXX軸方向上的移動(dòng)距離，和ΔYY軸方向上的移動(dòng)距離。
這里，切口部分兩端的角度β1和β2可以用常規(guī)的已知方法確定。但是，為了追求精確性，最優(yōu)選的是根據(jù)不使用近似值的表達(dá)式(6)和(7)來(lái)確定角度β1和β2。也就是，如圖8所示，其中由通過(guò)旋轉(zhuǎn)中心B和晶片中心點(diǎn)O的直線與晶片旋轉(zhuǎn)中傳感器的方向所構(gòu)成的角度為ρ，下述表達(dá)式(8)理論地表示了與旋轉(zhuǎn)角ρ有關(guān)的偏心半徑L1，并且圖9中表示出了其關(guān)系。
L1＝d cosρ+(r2-d2sin2ρ)1/2(8)因此，對(duì)于切口部分，偏心半徑Lt與實(shí)際測(cè)量值L不同。在檢測(cè)差值ΔL＝Lt-L時(shí)，可獲得切口部分的位置。這里，如圖6所示，從晶片旋轉(zhuǎn)之前的初始基準(zhǔn)位置A0看，切口部分兩端的旋轉(zhuǎn)角ρ分別為β1和β2，它們比方程(8)中的ρ小，差值為α。因此，優(yōu)選的是，當(dāng)ΔL1從0變化到一個(gè)正值時(shí)，用下述表達(dá)式(6)確定ΔL1＝0時(shí)的角度β1，該正值與從晶片初始基準(zhǔn)位置A0(晶片座的旋轉(zhuǎn)軸)開始在偏心中心處角度的微小位移角有關(guān)，并且當(dāng)ΔL2從一個(gè)正值變化到0時(shí)，用下述表達(dá)式(7)確定ΔL2＝0時(shí)的角度β2，該正值與從晶片初始基準(zhǔn)位置A0(晶片座的旋轉(zhuǎn)軸)開始在偏心中心處角度的微小位移角有關(guān)ΔL1＝[d cos(β1-α)+{r2-d2sin2(β1-α)}1/2]-L(6)ΔL2＝[d cos(β2-α)+{r2-d2sin2(β2-α)}1/2]-L(7)如上所述，優(yōu)選的是使用上述不使用近似值的表達(dá)式(1)至(4)、(6)和(7)。然而，實(shí)際上，可以使用下述對(duì)表達(dá)式(2)引用泰勒展開而得到的帶有微小誤差的表達(dá)式(5)來(lái)代替表達(dá)式(2)θ＝γ+[β1+β2+(d/r){sin(β1-α)+sin(β2-α)}]/2(5)為了驅(qū)動(dòng)晶片座旋轉(zhuǎn)，從而由直線傳感器采集數(shù)據(jù)并用于前述方程(1)-(7)中的計(jì)算，可以應(yīng)用模擬電路控制裝置。作為一種選擇，也可以使用通過(guò)將360°分成4,000至80,000個(gè)脈沖而進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的數(shù)字電路控制裝置。為了達(dá)到快捷的目的，可以通過(guò)以每若干個(gè)脈沖作為一個(gè)點(diǎn)的方式將這些脈沖分段，從而進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
本發(fā)明所用的直線傳感器可以是透射型直線傳感器或反射型直線傳感器。不過(guò)，為了防止其對(duì)精細(xì)電子元件上半導(dǎo)體晶片的反作用，優(yōu)選的直線傳感器為光學(xué)直線傳感器，而不是磁性直線傳感器。對(duì)于這種光學(xué)直線傳感器，可以使用已知的直線傳感器，例如由具有狹縫形光接收窗口的光接收裝置構(gòu)成的直線傳感器、通過(guò)給光發(fā)射裝置或光接收裝置安裝一拱背形透鏡以進(jìn)行光聚焦的直線傳感器、使用激光的直線傳感器、使用紅外線的直線傳感器、以及使用CCD光接收裝置的直線傳感器。本發(fā)明中直線傳感器的光線可以垂直于基準(zhǔn)板進(jìn)行照射。但是當(dāng)使用透射型傳感器時(shí)，如果存在某種不穩(wěn)定性，例如由光接收裝置的直接反射光產(chǎn)生干涉而導(dǎo)致光強(qiáng)度的變化，那么光線可以垂直地對(duì)基準(zhǔn)板進(jìn)行照射。
在本發(fā)明中，與圓形晶片偏心量和光接收量高度精確相關(guān)的校準(zhǔn)裝置可以結(jié)合到處理直線傳感器數(shù)據(jù)的裝置之中，例如計(jì)算裝置。此外，可以使用例如旋轉(zhuǎn)編碼器等旋轉(zhuǎn)角傳感器以便準(zhǔn)確地檢測(cè)晶片座繞著前述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角。然而，當(dāng)使用步進(jìn)式電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)晶片座旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以省略旋轉(zhuǎn)角傳感器。應(yīng)當(dāng)注意的是，對(duì)于驅(qū)動(dòng)晶片座旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)而言，除了上述的步進(jìn)式電動(dòng)機(jī)以外，還可以使用例如DC伺服電動(dòng)機(jī)和AC伺服電動(dòng)機(jī)等公知的電動(dòng)機(jī)。
在本發(fā)明中，不管切口部分是通過(guò)對(duì)晶片的一部分進(jìn)行線性切割而獲得的OF(取向平面)還是通過(guò)對(duì)晶片外周邊緣的一部分進(jìn)行切割而獲得的半圓形切口，都對(duì)切口部分的兩端進(jìn)行檢測(cè)并用于計(jì)算。因此沒(méi)有必要將OF與切口區(qū)分開來(lái)。然而，在傳統(tǒng)裝置的方法中，當(dāng)使用OF時(shí)，由于切口部分大，誤差也趨向于比較大。因此，為了在使用OF時(shí)達(dá)到精度，本發(fā)明的晶片定位方法是特別優(yōu)選的。
其中，如權(quán)利要求5所述的使用本發(fā)明晶片定位方法的的本發(fā)明晶片定位裝置包括一個(gè)直線傳感器、一個(gè)可在其上放置晶片的晶片座、可在二維方向或三維方向上移動(dòng)晶片且繞著給定旋轉(zhuǎn)軸使晶片座旋轉(zhuǎn)的晶片座驅(qū)動(dòng)裝置以及計(jì)算裝置。該晶片定位裝置通過(guò)將晶片中心點(diǎn)移動(dòng)到給定位置并將晶片切口部分在給定方向上取向來(lái)進(jìn)行晶片定位，這種定位通過(guò)以下過(guò)程進(jìn)行基于由晶片座驅(qū)動(dòng)裝置獲得的晶片座旋轉(zhuǎn)角和由直線傳感器獲得的晶片座上圓形晶片外周邊緣的檢測(cè)結(jié)果，利用計(jì)算裝置計(jì)算出晶片中心點(diǎn)位置和切口部分角度，其中晶片座驅(qū)動(dòng)裝置將晶片座的旋轉(zhuǎn)軸定位在通過(guò)直線傳感器中心部分并在其延伸方向上延伸的直線上；繞著旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)其上放置有晶片的晶片座；以及移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和停止晶片座，從而使晶片座的旋轉(zhuǎn)軸位置和旋轉(zhuǎn)角與由計(jì)算裝置計(jì)算出的旋轉(zhuǎn)軸位置和旋轉(zhuǎn)角相對(duì)應(yīng)，并且基于晶片座的旋轉(zhuǎn)角和由直線傳感器獲得的晶片座上晶片外周邊緣的檢測(cè)結(jié)果，計(jì)算裝置確定晶片的切口部分位置和晶片的最大偏心半徑或最小偏心半徑，并且由所得到的結(jié)果，用幾何方法計(jì)算出當(dāng)晶片中心點(diǎn)位于給定位置且晶片切口部分在給定方向上取向時(shí)晶片座的旋轉(zhuǎn)軸位置和旋轉(zhuǎn)角。
依照本發(fā)明的晶片定位裝置，就可以實(shí)施本發(fā)明的上述晶片定位方法。從而可以省去費(fèi)時(shí)的操作過(guò)程，例如重新取回晶片、在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中停止或者使晶片重新旋轉(zhuǎn)、以及用于處理會(huì)給計(jì)算裝置帶來(lái)負(fù)荷的大量數(shù)據(jù)的過(guò)程。因此，這樣可以獲得比以前明顯更高精度的晶片定位，并且縮短了其操作時(shí)間。
另外，本發(fā)明的晶片定位裝置可以用于由晶片座驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的晶片在二維方向上(X-Y軸方向)或在三維方向(X-Y-Z)上移動(dòng)的情況。也就是說(shuō)，例如，當(dāng)通過(guò)直線傳感器中心部分并在該傳感器延伸方向上延伸的直線的延伸方向是Y軸方向時(shí)，用于定位的晶片座旋轉(zhuǎn)軸的延伸方向成為Z軸方向，并且晶片座可以在X-Y軸平面上移動(dòng)。當(dāng)放置或取出晶片時(shí)，如果需要晶片座上下運(yùn)動(dòng)，則可以允許該晶片定位裝置的晶片座驅(qū)動(dòng)裝置在Z軸方向上移動(dòng)。當(dāng)晶片傳送裝置可以在Z軸方向上移動(dòng)以放置和取出晶片時(shí)，則可以省略該晶片定位裝置的晶片座驅(qū)動(dòng)裝置的Z軸驅(qū)動(dòng)裝置。此外，如圖5所示，本發(fā)明的晶片定位裝置可以包括用于傳送晶片的臂和爪，以及所述臂和爪的驅(qū)動(dòng)裝置。
如圖1所示，本發(fā)明的晶片處理系統(tǒng)是使用了本發(fā)明方法的晶片處理系統(tǒng)，該晶片處理系統(tǒng)包括本發(fā)明的晶片定位裝置；用于傳送晶片的臂和爪；所述臂和爪的驅(qū)動(dòng)裝置，其中，當(dāng)晶片座從該晶片定位裝置接收晶片的位置升高從而進(jìn)行晶片定位時(shí)，所述臂和爪的驅(qū)動(dòng)裝置讓所述爪在晶片移交到晶片座的位置處等待，并且當(dāng)將晶片保持在晶片定位裝置接收晶片的位置處從而進(jìn)行晶片定位時(shí)，所述臂和爪的驅(qū)動(dòng)裝置讓所述爪在晶片移交到晶片座的位置以下的位置處等待。
根據(jù)這樣的晶片處理系統(tǒng)，在晶片移交到晶片定位裝置的晶片座之后，所述爪在所述移交位置處或略低于所述移交位置處等待。因而可以省去傳送晶片的臂移動(dòng)到晶片定位裝置接收晶片的時(shí)間。因此這有利于進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。
其中，在如權(quán)利要求8至13所述的本發(fā)明中，晶片定位裝置根據(jù)由直線傳感器獲得的兩個(gè)或多個(gè)基準(zhǔn)板的檢測(cè)結(jié)果用幾何方法對(duì)晶片座的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行定位，從而實(shí)現(xiàn)了上述目的。
也就是說(shuō)，如權(quán)利要求8所述本發(fā)明晶片定位裝置的晶片座旋轉(zhuǎn)軸定位方法是一種在晶片定位裝置中定位晶片座旋轉(zhuǎn)軸的方法，所述晶片定位裝置包括一個(gè)直線傳感器；一個(gè)其上可放置晶片的晶片座；至少可在一維方向上，即在一維方向(例如X軸)、二維方向(例如X軸和Y軸)、或三維方向(例如X軸、Y軸和Z軸)上移動(dòng)晶片座并且使晶片座繞給定旋轉(zhuǎn)軸(例如θ軸)旋轉(zhuǎn)的晶片座驅(qū)動(dòng)裝置；以及計(jì)算裝置，該晶片定位裝置通過(guò)晶片座驅(qū)動(dòng)裝置將晶片中心點(diǎn)移動(dòng)到給定位置以進(jìn)行晶片定位，這種定位通過(guò)以下過(guò)程進(jìn)行當(dāng)在計(jì)算過(guò)程之前晶片座的旋轉(zhuǎn)軸位于通過(guò)直線傳感器中心部分并在其延伸方向上延伸的第一直線(例如平行于Y軸的直線)上時(shí)，基于晶片座的旋轉(zhuǎn)角和由直線傳感器獲得的晶片座上圓形晶片外周邊緣的檢測(cè)結(jié)果，利用計(jì)算裝置計(jì)算出晶片中心點(diǎn)位置，該方法包括沿著與第一直線垂直的第二直線(例如X軸)不旋轉(zhuǎn)地移動(dòng)其上放置有基準(zhǔn)板的晶片座，從而使得當(dāng)直線傳感器在第一直線方向上檢測(cè)基準(zhǔn)板最外周邊緣時(shí)旋轉(zhuǎn)軸往回移動(dòng)，并兩次或多次通過(guò)將晶片座旋轉(zhuǎn)軸所在位置夾在其中間的兩點(diǎn)，以及當(dāng)晶片座在該兩點(diǎn)之一、該兩點(diǎn)或該兩點(diǎn)之外的點(diǎn)往回移動(dòng)時(shí)，晶片座驅(qū)動(dòng)裝置使晶片座以360°及其倍數(shù)以外的其它給定角度繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；基于當(dāng)基準(zhǔn)板由晶片座的返回移動(dòng)所帶動(dòng)而兩次或多次不旋轉(zhuǎn)地經(jīng)過(guò)直線傳感器時(shí)該直線傳感器獲得的數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)角用計(jì)算裝置用幾何方法計(jì)算出第二直線和第一直線的交點(diǎn)位置；以及利用晶片座驅(qū)動(dòng)裝置將旋轉(zhuǎn)軸移動(dòng)到計(jì)算出的交點(diǎn)位置，并將旋轉(zhuǎn)軸定位在第一直線上。
根據(jù)本發(fā)明的方法，基于當(dāng)基準(zhǔn)板兩次或多次不旋轉(zhuǎn)地經(jīng)過(guò)直線傳感器并且該直線傳感器在第一直線方向上檢測(cè)基準(zhǔn)板的最外周邊緣時(shí)晶片座各個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的位置以及在返回時(shí)晶片座旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角，晶片定位裝置根據(jù)幾何關(guān)系自動(dòng)地將旋轉(zhuǎn)軸定位在第一直線上。因此，晶片座的旋轉(zhuǎn)軸可以準(zhǔn)確地定位在直線傳感器的中心線上，并且可以提高基于后續(xù)晶片位置檢測(cè)操作的晶片定位精度。此外還可以實(shí)現(xiàn)晶片定位裝置的免維護(hù)。
順便說(shuō)一下，對(duì)于基準(zhǔn)板而言，可以使用具有任何外周邊緣的任何板，只要其形狀，例如圓形、六邊形、方形、矩形和三角形，和尺寸是已知的。不過(guò)，優(yōu)選的是使用易于計(jì)算、使計(jì)算裝置的負(fù)荷很小并且使計(jì)算速度變快的圓盤。至于基準(zhǔn)板在兩點(diǎn)之間通過(guò)的次數(shù)，正常條件下兩次就足夠了。然而，當(dāng)直線傳感器檢測(cè)不充分、需要再次采集數(shù)據(jù)時(shí)，可讓基準(zhǔn)板通過(guò)三次或更多次。
在本發(fā)明的方法中，其上放置有基準(zhǔn)板的晶片座以360°及其倍數(shù)以外的其它給定角度在第二直線上的返回點(diǎn)繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，其中當(dāng)直線傳感器檢測(cè)基準(zhǔn)板的最外周邊緣時(shí)晶片座的旋轉(zhuǎn)軸位置并不會(huì)改變。所述給定角度優(yōu)選為90°或180°。也就是說(shuō)，當(dāng)所述給定角度為90°或180°時(shí)，如下所述，無(wú)需進(jìn)行三角函數(shù)計(jì)算。因此，這些角度是優(yōu)選的，因?yàn)槠湟子谟?jì)算、使計(jì)算裝置的負(fù)荷很小，并且使計(jì)算速度變快。尤其，當(dāng)所述給定角度為180°時(shí)，如下所述，也無(wú)需計(jì)算直線傳感器所檢測(cè)的最外周邊緣的位置差別。因此，這個(gè)角度是最優(yōu)選的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)最簡(jiǎn)單的計(jì)算式就可以獲得同樣的效果。
這里，在基準(zhǔn)板是公知的圓盤，例如圓形晶片的情形，當(dāng)直線傳感器在第一直線方向上檢測(cè)該圓盤的最外周邊緣時(shí)，可以在假設(shè)該圓盤的最外周邊緣位置位于直線EF上的前提下確定該圓盤的最外周邊緣位置，如圖18所示，直線EF是A和B兩點(diǎn)之間線段或C和D兩點(diǎn)之間線段的垂直平分線，這些點(diǎn)是圓盤外周邊緣上被直線傳感器上一個(gè)固定點(diǎn)所切過(guò)的點(diǎn)。為了使其測(cè)量誤差最小，可設(shè)置兩個(gè)或更多的固定點(diǎn)以等分由各個(gè)固定點(diǎn)獲得的垂直平分線上的位置。此外，也可以等分由晶片最外周邊緣的直接檢測(cè)結(jié)果中獲得的中心線位置。
當(dāng)圓形晶片用作基準(zhǔn)板時(shí)，就要求直線傳感器不對(duì)作為最外周邊緣的切口部分進(jìn)行檢測(cè)，例如取向平面和切口。當(dāng)發(fā)現(xiàn)由于在變化狀態(tài)、外部觀察等情況中直線傳感器的檢測(cè)結(jié)果不夠平滑的原因、圓形晶片在第二直線上移動(dòng)時(shí)切口部分被當(dāng)作最外周邊緣進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，將切口部分自動(dòng)地或手工地從直線傳感器上移開，以防止切口部分被作為最外周邊緣用已知的方法，例如在定位裝置上以適當(dāng)?shù)慕嵌刃D(zhuǎn)晶片，進(jìn)行檢測(cè)。
本發(fā)明所用的直線傳感器可以是透射型直線傳感器或反射型直線傳感器。不過(guò)，為了防止其對(duì)精細(xì)電子元件上半導(dǎo)體晶片的反作用，優(yōu)選的直線傳感器為光學(xué)直線傳感器，而不是磁性直線傳感器。對(duì)于這種光學(xué)直線傳感器，可以使用已知的直線傳感器，例如由具有狹縫形光接收窗口的光接收裝置構(gòu)成的直線傳感器、通過(guò)給光發(fā)射裝置或光接收裝置安裝一拱背形透鏡以進(jìn)行光聚焦的直線傳感器、使用激光的直線傳感器、使用紅外線的直線傳感器、以及使用CCD光接收裝置的直線傳感器。本發(fā)明中直線傳感器的光線可以垂直于基準(zhǔn)板進(jìn)行照射。但是當(dāng)使用透射型傳感器時(shí)，如果存在某種不穩(wěn)定性，例如由光接收裝置的直接反射光產(chǎn)生干涉而導(dǎo)致光強(qiáng)度的變化，那么光線可以半垂直地對(duì)基準(zhǔn)板進(jìn)行照射。
在本發(fā)明中，與圓形晶片偏心量和光接收量高度精確相關(guān)的校準(zhǔn)裝置可以結(jié)合到處理直線傳感器數(shù)據(jù)的裝置之中，例如前述計(jì)算裝置。此外，可以使用例如旋轉(zhuǎn)編碼器等旋轉(zhuǎn)角傳感器以便準(zhǔn)確地檢測(cè)晶片座繞著前述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角。
并不是每次進(jìn)行晶片定位時(shí)都必須執(zhí)行本發(fā)明的定位方法。在更換直線傳感器等之后，可以在裝配晶片定位裝置后再于其上的控制器中安裝一個(gè)程序以執(zhí)行本發(fā)明的定位方法。如上安裝程序之后，例如，在由于某個(gè)意外事故使直線傳感器的檢測(cè)線發(fā)生偏離的情況下，繼續(xù)運(yùn)行而不進(jìn)行非正常的停止，那么定位裝置晶片座旋轉(zhuǎn)軸的最終停止位置就不在某一基準(zhǔn)區(qū)域內(nèi)，控制器可自動(dòng)地啟動(dòng)晶片座驅(qū)動(dòng)裝置和計(jì)算裝置執(zhí)行本發(fā)明的定位方法。該定位方法可以在操作員等制定的方向上運(yùn)行，作為檢測(cè)到定位裝置處于異常狀態(tài)之后的第一步恢復(fù)處理。
其中，如權(quán)利要求12所述本發(fā)明晶片定位裝置包括一個(gè)直線傳感器；一個(gè)其上可放置晶片的晶片座；至少可在一維方向上，即在一維方向(例如X軸)、二維方向(例如X軸和Y軸)、或三維方向(例如X軸、Y軸和Z軸)上移動(dòng)晶片座并使晶片座繞給定旋轉(zhuǎn)軸(例如θ軸)旋轉(zhuǎn)的晶片座驅(qū)動(dòng)裝置；以及計(jì)算裝置，該晶片定位裝置通過(guò)將晶片中心點(diǎn)移動(dòng)到給定位置來(lái)進(jìn)行晶片定位，這種定位通過(guò)以下過(guò)程進(jìn)行基于晶片座的旋轉(zhuǎn)角和由直線傳感器獲得的晶片座上圓形晶片外周邊緣的檢測(cè)結(jié)果，利用計(jì)算裝置計(jì)算出晶片中心點(diǎn)位置，其中，晶片座驅(qū)動(dòng)裝置沿著與第一直線垂直的第二直線(例如X軸)不旋轉(zhuǎn)地移動(dòng)其上放置有基準(zhǔn)板的晶片座，從而使得當(dāng)直線傳感器在第一直線方向上檢測(cè)基準(zhǔn)板最外周邊緣時(shí)旋轉(zhuǎn)軸往回移動(dòng)，并兩次或多次通過(guò)將晶片座旋轉(zhuǎn)軸所在位置夾在其中間的兩點(diǎn)，以及當(dāng)晶片座在該兩點(diǎn)之一、該兩點(diǎn)或該兩點(diǎn)之外的點(diǎn)往回移動(dòng)時(shí)，晶片座驅(qū)動(dòng)裝置使晶片座以360°及其倍數(shù)以外的其它給定角度繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；以及將旋轉(zhuǎn)軸移動(dòng)到由計(jì)算裝置計(jì)算出的第一直線和第二直線的交點(diǎn)位置，這樣就將旋轉(zhuǎn)軸定位在第一直線上，并且基于當(dāng)基準(zhǔn)板由晶片座的返回移動(dòng)所帶動(dòng)而兩次或多次不旋轉(zhuǎn)地經(jīng)過(guò)直線傳感器時(shí)該直線傳感器獲得的數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)角，利用計(jì)算裝置用幾何方法計(jì)算出第二直線和第一直線的交點(diǎn)位置。
依照本發(fā)明的晶片定位裝置，可以實(shí)現(xiàn)前述本發(fā)明的晶片座旋轉(zhuǎn)軸定位方法。因此，可將晶片座的旋轉(zhuǎn)軸準(zhǔn)確定位在直線傳感器的中心線上，并可提高基于后續(xù)晶片定位檢測(cè)操作的晶片定位精度。此外還可實(shí)現(xiàn)晶片定位操作的免維護(hù)。
在本發(fā)明的晶片定位裝置中，當(dāng)由晶片座驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)晶片旋轉(zhuǎn)的角度設(shè)置為90°或180°時(shí)，如下所述，無(wú)需進(jìn)行三角函數(shù)計(jì)算。尤其，當(dāng)所述角度為180°時(shí)，如下所述，也無(wú)需計(jì)算直線傳感器所檢測(cè)的最外周邊緣的位置差別。因此，這個(gè)角度是最優(yōu)選的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)最簡(jiǎn)單的計(jì)算式就可以獲得同樣的效果。


圖1為一個(gè)部分剖面的透視圖，其示出了一套晶片處理系統(tǒng)，該處理系統(tǒng)包括本發(fā)明晶片定位裝置的一個(gè)實(shí)施例，該晶片定位裝置使用了本發(fā)明晶片定位方法的一個(gè)實(shí)施例以及本發(fā)明晶片座旋轉(zhuǎn)軸定位方法的一個(gè)實(shí)施例；圖2為前述實(shí)施例中晶片定位裝置不帶頂板時(shí)的透視圖；圖3為前述實(shí)施例中晶片定位裝置的俯視圖；
圖4為另一實(shí)施例中本發(fā)明晶片定位裝置的俯視圖，其中直線傳感器的放置位置與前述實(shí)施例中有所不同；圖5A、5B和5C分別為另一實(shí)施例中本發(fā)明晶片定位裝置的俯視圖、正視圖和側(cè)視圖；圖6為一個(gè)解釋性附圖，其示出了一種在前述實(shí)施例的晶片定位方法中獲得晶片中心點(diǎn)位置和切口或OF相對(duì)于主軸旋轉(zhuǎn)軸的取向的幾何方法；圖7為一個(gè)解釋性附圖，其中放大了圖6中心附近部分；圖8為一個(gè)解釋性附圖，其示出了一種在前述實(shí)施例的晶片定位方法中確定切口或OF相對(duì)于主軸旋轉(zhuǎn)軸的取向的幾何方法；圖9為一個(gè)表示偏心半徑和旋轉(zhuǎn)角之間關(guān)系的曲線圖，其示出了由具有OF的晶片外周邊緣作出的實(shí)際測(cè)量線以及由圓盤作出的理論線；圖10為前述實(shí)施例中晶片定位方法過(guò)程的流程圖；圖11A、11B和11C為解釋性附圖，其示出了旋轉(zhuǎn)角為180°時(shí)利用所述實(shí)施例一種方法的前述實(shí)施例裝置的運(yùn)行狀態(tài)；圖12A、12B和12C為解釋性附圖，其示出了旋轉(zhuǎn)角為180°時(shí)利用所述實(shí)施例另一種方法的前述實(shí)施例裝置的運(yùn)行狀態(tài)；圖13為一個(gè)解釋性附圖，其示出了晶片在一個(gè)返回點(diǎn)以給定角度旋轉(zhuǎn)的情況下直線傳感器在向外和向內(nèi)方向上被最大程度屏蔽時(shí)的位置。
圖14A、14B和14C為解釋性附圖，其示出了旋轉(zhuǎn)角為90°時(shí)利用所述實(shí)施例一種方法的前述實(shí)施例裝置的運(yùn)行狀態(tài)；圖15A、15B和15C為解釋性附圖，其示出了旋轉(zhuǎn)角為90°時(shí)利用所述實(shí)施例一種方法的前述實(shí)施例裝置的運(yùn)行狀態(tài)；圖16為一個(gè)流程圖，其示出了在前述實(shí)施例裝置中旋轉(zhuǎn)角為180°時(shí)本實(shí)施例方法的過(guò)程；圖17一個(gè)流程圖，其示出了在前述實(shí)施例裝置中旋轉(zhuǎn)角為90°時(shí)本實(shí)施例方法的過(guò)程；圖18為一個(gè)解釋性附圖，其示出了直線傳感器在第一直線方向上檢測(cè)圓盤最外周邊緣的另一種方法；圖19為一個(gè)解釋性附圖，其示出了一種常規(guī)裝置上的晶片定位方法；圖20為一個(gè)解釋性附圖，其示出了另一種常規(guī)裝置上的晶片定位方法。
具體實(shí)施例方式
以下將基于附圖用實(shí)施例的方式詳細(xì)描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。圖1是一個(gè)部分剖面的透視圖，其示出了一套晶片處理系統(tǒng)，該處理系統(tǒng)包括本發(fā)明晶片定位裝置的一個(gè)實(shí)施例，該定位裝置使用了本發(fā)明晶片處理方法的一個(gè)實(shí)施例。如圖1所示，晶片定位裝置1被放置為緊鄰著由工業(yè)機(jī)器人等構(gòu)成的常規(guī)晶片傳送裝置40以及用于對(duì)晶片進(jìn)行蝕刻處理等的常規(guī)晶片處理裝置30。晶片定位裝置1、晶片傳送裝置40和晶片處理裝置30組成了晶片處理系統(tǒng)50，即本發(fā)明晶片處理系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。當(dāng)晶片21由晶片傳送裝置40從容納晶片21的潔凈容器——晶片盒20中以階梯式的方式傳送到晶片處理裝置30時(shí)，晶片定位裝置1進(jìn)行晶片21中心線位置取向的定位。
晶片傳送裝置40、晶片處理裝置30和晶片定位裝置1分別包括一個(gè)未示出的帶有例如計(jì)算機(jī)的常規(guī)控制器。晶片處理系統(tǒng)50也具有一個(gè)未示出的帶有例如計(jì)算機(jī)的主控制器以用來(lái)控制各個(gè)控制器對(duì)晶片傳送裝置40、晶片處理裝置30和晶片定位裝置1進(jìn)行協(xié)調(diào)操縱。要注意的是，通過(guò)用蓋罩將放置有晶片傳送裝置40、晶片處理裝置30和晶片定位裝置1的區(qū)域以分別覆蓋的方式進(jìn)行分區(qū)域，可阻止外部材料粘附到晶片上，在蓋罩的密封件上有扇形過(guò)濾器，在蓋罩里面形成一個(gè)一般稱作微環(huán)境的高度潔凈區(qū)域。
如圖2所示，前述實(shí)施例中的晶片定位裝置1包括頂板15以及X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)2和Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)3，頂板15上有一個(gè)位于裝置1上部的晶片臨時(shí)平臺(tái)7，X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)2和Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)3是兩個(gè)位于裝置1下部并相互垂直的線性移動(dòng)機(jī)構(gòu)。通過(guò)X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)2和Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)3，置于頂板15下面的支架18可在水平的X-Y平面上移動(dòng)。而且，前述實(shí)施例中的晶片定位裝置1還包括使晶片旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)8，該電動(dòng)機(jī)由支架18支撐，并有一個(gè)升高機(jī)構(gòu)9位于其和支架18之間。在Z軸方向上延伸的電動(dòng)機(jī)8的輸出軸與旋轉(zhuǎn)軸19直接耦聯(lián)在一起，所述電動(dòng)機(jī)8的旋轉(zhuǎn)軸是豎直的，所述旋轉(zhuǎn)軸19位于主軸16之下，作為晶片在其上水平放置的晶片座。
X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)2包括固定在基座22上的電動(dòng)機(jī)10；直接由電動(dòng)機(jī)10轉(zhuǎn)動(dòng)、其兩端由基座22旋轉(zhuǎn)支撐并且其放置位置使得其軸從圖2中的左后方到右前方延伸的滾珠絲杠11；與滾珠絲杠11螺旋在一起的球狀螺母12，其由滾珠絲杠11從圖2中的左后方到右前方的轉(zhuǎn)動(dòng)所驅(qū)動(dòng)在X軸方向上移動(dòng)；固定在基座22上的導(dǎo)軌13，其引導(dǎo)X軸方向上的線性移動(dòng)；沿著導(dǎo)軌13滑動(dòng)的滑動(dòng)軸承14；以及近似矩形體的移動(dòng)擋塊，其上固定有球狀螺母12和滑動(dòng)軸承14。
與X軸方向正交的Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)3和X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)2類似，其包括，固定在移動(dòng)擋塊上的電動(dòng)機(jī)10，直接由電動(dòng)機(jī)10轉(zhuǎn)動(dòng)、其兩端由移動(dòng)擋塊旋轉(zhuǎn)支撐并且其放置位置使得其軸從圖2中的左前方到右后方延伸的滾珠絲杠11；與滾珠絲杠11螺旋在一起球狀螺母12，其由滾珠絲杠11從圖2中的左前方到右后方的轉(zhuǎn)動(dòng)所驅(qū)動(dòng)在Y軸方向上移動(dòng)；固定在移動(dòng)擋塊上的導(dǎo)軌13，其引導(dǎo)Y軸方向上的線性移動(dòng)；沿著導(dǎo)軌13滑動(dòng)的滑動(dòng)軸承14；其上固定有球狀螺母12和滑動(dòng)軸承14的支架18；以及近似矩形體的移動(dòng)擋塊。
升高機(jī)構(gòu)9的構(gòu)造如同X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)2和Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)3。升高機(jī)構(gòu)9可以在Z軸方向上移動(dòng)或升高支撐主軸16的電動(dòng)機(jī)8，并有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸19位于兩者之間。主軸16具有很多真空孔17以挑選并支撐在其上水平放置的晶片。因而，X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)2、Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)3、升高機(jī)構(gòu)9和電動(dòng)機(jī)構(gòu)成了晶片座驅(qū)動(dòng)裝置。
圖3為從上面往下看前述實(shí)施例中晶片定位裝置1的俯視圖。如圖2和3所示，該實(shí)施例中的晶片定位裝置1包括一個(gè)直線傳感器4，該直線傳感器4于頂板15切口部分的一部分處在主軸16上從晶片21一個(gè)周邊部分的上面和下面將該晶片21夾在中間。直線傳感器4包括具有通透型光發(fā)射部件的光發(fā)射裝置5和通透型光接收部件的光接收裝置6以便使位于晶片21下面的光發(fā)射裝置5和位于晶片21上面的光接收裝置6彼此面對(duì)。將光發(fā)射部件和光接收部件的延伸方向設(shè)置為與由X軸方向移動(dòng)機(jī)構(gòu)2驅(qū)動(dòng)的主軸16或晶片21的移動(dòng)方向相垂直。在該直線傳感器中，當(dāng)例如沿著光發(fā)射部件從下面的光發(fā)射裝置5中發(fā)射出來(lái)的激光和LED光等已知光線被晶片所屏蔽時(shí)，可以利用安裝在光發(fā)射裝置5對(duì)面的光接收裝置6測(cè)量出光屏蔽長(zhǎng)度(一維的量)，也就是晶片外周邊緣繞著主軸16旋轉(zhuǎn)軸的偏心量。由光接收裝置6得到的測(cè)量值作為一個(gè)信號(hào)被傳送到本實(shí)施例裝置1的控制器24，該控制器為容納在基座22中位于X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)2下面的計(jì)算裝置。
圖4為從上面往下看時(shí)本發(fā)明晶片定位裝置1另一實(shí)施例的俯視圖，其中，直線傳感器4另外附著于頂板15的側(cè)面上。在如圖3或4所示的晶片定位裝置1中，一般來(lái)說(shuō)，晶片21被晶片傳送裝置40以相對(duì)于主軸16的旋轉(zhuǎn)軸偏心的狀態(tài)放在主軸16上。因此，在晶片定位裝置1中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)主軸16上的晶片21對(duì)偏心量進(jìn)行檢測(cè)。此外，利用控制器24，水平移動(dòng)晶片21以將其實(shí)際中心點(diǎn)位置定位于晶片中心點(diǎn)位置，并且旋轉(zhuǎn)晶片21以將其實(shí)際切口部分位置定位于正確的切口部分位置。
圖5A、5B和5C分別為俯視圖、正視圖和側(cè)視圖，它們示出了另一實(shí)施例中的本發(fā)明晶片定位裝置。本實(shí)施例中的晶片定位裝置1具有和前述實(shí)施例相似的構(gòu)造，其包括，傳送晶片的臂42和爪41，以及未示出的用作臂和爪的驅(qū)動(dòng)裝置的常規(guī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以和晶片傳送裝置40一樣在二維方向上水平地移動(dòng)臂42和爪41。在這種情況下，晶片的移交可以通過(guò)如圖所示的升高機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)作為晶片座的主軸16上下移動(dòng)而進(jìn)行。
圖6和7為解釋性視圖，其示出了在前述實(shí)施例的定位方法中一種獲得晶片中心點(diǎn)O的位置以及切口或OF(取向平面)相對(duì)于主軸16旋轉(zhuǎn)軸B的取向的幾何方法。這些圖中符號(hào)表示的意思如下O晶片的中心點(diǎn)B主軸16的旋轉(zhuǎn)軸C切口或晶片OF的中心點(diǎn)D從主軸16的旋轉(zhuǎn)軸看過(guò)去，直線傳感器4相對(duì)于晶片進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)之前直線傳感器4中心部分的初始延伸方向。在下文中，該方向被稱為“基準(zhǔn)方向”。一條初始時(shí)在此延伸方向上延伸然后又隨著直線傳感器4的相對(duì)旋轉(zhuǎn)而相對(duì)于晶片旋轉(zhuǎn)的直線被稱為“基準(zhǔn)線”。
E從主軸16的旋轉(zhuǎn)軸看過(guò)去，當(dāng)偏心半徑(主軸16的旋轉(zhuǎn)軸和晶片外周邊緣之間的距離)成為最大值或最小值時(shí)的方向。
F從主軸16的旋轉(zhuǎn)軸看過(guò)去，當(dāng)切口在指定方向(給定方向)上取向時(shí)直線傳感器4的方向。
G從晶片上某一位置看直線傳感器4時(shí)，直線傳感器4相對(duì)于晶片進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)的方向。
以下將參考圖10所示的流程圖，基于前面已經(jīng)給出的程序，對(duì)前述實(shí)施例中由控制器實(shí)現(xiàn)的晶片定位方法的過(guò)程進(jìn)行描述，該控制器作為晶片定位裝置的計(jì)算裝置。首先，在步驟S1，輸入并指定切口部分的停止角度。下一步，在步驟S2，用如圖5A等示出的晶片傳送裝置1的爪或晶片定位裝置將晶片置于晶片定位裝置1的主軸16上。同時(shí)，主軸16挑選并支撐該晶片。理想的是晶片的中心點(diǎn)處于主軸16的旋轉(zhuǎn)軸上。然而仔細(xì)觀察時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)晶片一般都是偏心的。
下一步，在步驟S3，基于控制器中的一個(gè)方向，電動(dòng)機(jī)8驅(qū)動(dòng)主軸16開始旋轉(zhuǎn)。直線傳感器4被置于主軸16上晶片的外周邊緣所屏蔽。直線傳感器4將有關(guān)光屏蔽量的信息作為一個(gè)電信號(hào)傳送給控制器。從而控制器檢查晶片的外周邊緣是否處于預(yù)先設(shè)定的可測(cè)量范圍內(nèi)。如果不是，則將晶片取出并重新放置在合適的位置。如果處于可測(cè)量范圍內(nèi)，則采集作為參考的初始數(shù)據(jù)。過(guò)程進(jìn)入下一步。
下一步，在步驟S4，基于控制器中的一個(gè)方向，電動(dòng)機(jī)8驅(qū)動(dòng)主軸16旋轉(zhuǎn)。主軸16旋轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)直線傳感器4進(jìn)行操作從而將由晶片形成的光屏蔽量轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。直線傳感器4測(cè)量數(shù)據(jù)，從而計(jì)算OF或切口兩端的最大或最小偏心半徑Lm、從基準(zhǔn)方向到該處的角度α、角度β1和角度β2，并將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到控制器。在步驟S5，從而控制器檢查是否已經(jīng)采集了上述表達(dá)式(1)至(7)所必需的數(shù)據(jù)。如果沒(méi)有，過(guò)程返回到步驟S4，再次采集數(shù)據(jù)。如果已經(jīng)采集，則過(guò)程進(jìn)入下一步。
下一步，在步驟S6，基于從直線傳感器4發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)以及電動(dòng)機(jī)8驅(qū)動(dòng)主軸16旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角，可由控制器利用表達(dá)式(1)計(jì)算出偏心量d、用表達(dá)式(6)和(7)分別計(jì)算出角度β1和β2，然后再利用表達(dá)式(2)計(jì)算出旋轉(zhuǎn)角θ、利用表達(dá)式(3)計(jì)算出X軸方向移動(dòng)距離ΔX、利用表達(dá)式(4)計(jì)算出Y軸方向移動(dòng)距離ΔY。此后，在步驟S7，將控制器中的方向發(fā)送到X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)2、Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)3和電動(dòng)機(jī)8。根據(jù)這個(gè)方向，X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)2、Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)3和電動(dòng)機(jī)8移動(dòng)主軸16以使主軸16的旋轉(zhuǎn)軸位于給定的位置(將晶片移交給晶片傳送裝置40的位置)，在給定角度時(shí)停止主軸16的旋轉(zhuǎn)以使得晶片切口部分在給定方向上取向。從而完成定位操作。
下面將詳細(xì)描述前述步驟S6中的計(jì)算方法。在圖6中，從基準(zhǔn)線D處電動(dòng)機(jī)開始運(yùn)行，并且直線傳感器4對(duì)每個(gè)未示出的微角λ測(cè)量晶片的外周邊緣，基準(zhǔn)線D是從電動(dòng)機(jī)8開始運(yùn)行時(shí)直線傳感器4和晶片外周邊緣之間的交點(diǎn)到旋轉(zhuǎn)軸B的一條直線。在這方面上，直線傳感器4和晶片外周邊緣之間的交點(diǎn)依次被稱為A1至An。將主軸16的旋轉(zhuǎn)軸B和前述A0至An之間的距離分別轉(zhuǎn)換成偏心半徑L0至Ln。旋轉(zhuǎn)角θ表示由一條基準(zhǔn)線和一條直線所構(gòu)成的角度，在晶片初始放置于主軸上的位置處該基準(zhǔn)線穿過(guò)主軸16的旋轉(zhuǎn)軸B以及直線傳感器4的中心部分并在其延伸方向上延伸，在直線傳感器4隨著晶片座或晶片的旋轉(zhuǎn)相對(duì)于晶片進(jìn)行旋轉(zhuǎn)之后基準(zhǔn)線最終停止的位置處，該直線穿過(guò)其中心部分并在其延伸方向上延伸(此處切口部分在給定方向上取向)。
控制器存儲(chǔ)并計(jì)算有關(guān)偏心半徑L0至Ln的信息，還計(jì)算并存儲(chǔ)由直線傳感器4檢測(cè)的切口或OF的位置β1和角度β2?？刂破饔汕锌诨騉F之外其它位置處的最大或最小偏心半徑Lm計(jì)算偏心中心(晶片座旋轉(zhuǎn)軸)和晶片中心點(diǎn)之間的偏差距離(偏心距離)，并確定此時(shí)的旋轉(zhuǎn)角α。這里，對(duì)于最大偏心半徑的情況d為正值，對(duì)于最小偏心半徑的情況，d為負(fù)值。檢測(cè)其中一個(gè)就足夠了。
通過(guò)在對(duì)于每一定值微角λ獲得的測(cè)量值L0至Ln中選擇最大或最小的偏心測(cè)量值，可以確定一個(gè)最大或最小偏心晶片外周邊緣點(diǎn)Ae，從此檢測(cè)出Ae值。這就是說(shuō)，晶片中心點(diǎn)O和旋轉(zhuǎn)軸B處于偏心半徑最大或最小時(shí)的直線E上。從測(cè)量值L0至Ln中選擇的最大或最小偏心測(cè)量值會(huì)出現(xiàn)在測(cè)量點(diǎn)Ae。因此，可以通過(guò)將Lm和已知的晶片半徑r相比，從而計(jì)算出晶片的偏心距離(偏心量)d，并獲得其差值為d＝Lm-r。當(dāng)從檢測(cè)的最大偏心晶片外周邊緣點(diǎn)前后的測(cè)量值變化中已經(jīng)明確了最大偏心晶片外周邊緣點(diǎn)處于切口部分時(shí)，偏心量d可用最小偏心晶片外周邊緣點(diǎn)的測(cè)量值計(jì)算出來(lái)。同時(shí)，當(dāng)從檢測(cè)的最小偏心晶片外周邊緣點(diǎn)前后的測(cè)量值變化中已經(jīng)明確了最小偏心晶片外周邊緣點(diǎn)處于切口部分時(shí)，偏心量d可用最大偏心晶片外周邊緣點(diǎn)的測(cè)量值計(jì)算出來(lái)。
距晶片移交位置的移動(dòng)距離可由偏心量d確定，偏心量d是旋轉(zhuǎn)軸B和晶片中心點(diǎn)O之間的偏差。當(dāng)在X-Y坐標(biāo)系上旋轉(zhuǎn)軸B的坐標(biāo)為(Xb，Yb)、晶片中心點(diǎn)O的坐標(biāo)為(X0，Y0)時(shí)，偏心量d可表示如下ΔX＝Xb-X0＝d sin(θ-α)(3)ΔY＝Y(jié)b-Y0＝d cos(θ-α)(4)將晶片移交給晶片傳送裝置40時(shí)晶片定位裝置1移動(dòng)晶片中心點(diǎn)的距離如表達(dá)式(3)和(4)所示。和實(shí)際操作一樣，旋轉(zhuǎn)軸B移動(dòng)到坐標(biāo)(Xb，Yb)處以將晶片中心點(diǎn)處坐標(biāo)位置(X0，Y0)移動(dòng)到直線傳感器的前面從而將晶片移交給晶片傳送裝置40。
Xb＝X0-d sin(θ-α)Yb＝Y(jié)0-d cos(θ-α)以下，參考圖8中沒(méi)有切口部分的圓盤21b，描述一種基于一組從直線傳感器4中得到的有關(guān)測(cè)量值的信息計(jì)算OF或切口位置的方法。當(dāng)從旋轉(zhuǎn)軸B到外周邊緣A的理論距離為L(zhǎng)t時(shí)，以下表達(dá)式可在幾何上表示為r2＝(Ltcos ρ-d)2+(Ltsin ρ)＝d2+Lt2-2dLtcos ρLt可由下述表達(dá)式確定L1＝d cos ρ+(r2-d2sin2ρ)1/2在圖9中用圖形的方式表示出了該理論表達(dá)式。
對(duì)于切口部分21a，實(shí)際晶片的L值(測(cè)量值)和理論值不同。因此，從直線傳感器4檢測(cè)得到的信息組中選擇出Lt≠L的點(diǎn)。這些點(diǎn)范圍內(nèi)的起始點(diǎn)和終點(diǎn)被當(dāng)作圖6中切口部分的端點(diǎn)H和I，并且它們的角度表示為β1和β2。這就是說(shuō)，對(duì)于起始點(diǎn)而言，當(dāng)值從0變化為一個(gè)正值時(shí)在值ΔL1＝Lt-L為0位置處就可得到角度β1，而對(duì)于終點(diǎn)而言，當(dāng)值從一個(gè)正值變化為0時(shí)在值ΔL2＝Lt-L為0位置處就可得到角度β2。
由切口部分兩端點(diǎn)處的表達(dá)式ρ＝β1-α和ρ＝β2-α可導(dǎo)出下述表達(dá)式(6)和(7)ΔL1＝[d cos(β1-α)+{r2-d2sin2(β1-α)}1/2]-L(6)ΔL2＝[d cos(β2-α)+{r2-d2sin2(β2-α)}1/2]-L(7)下一步，可從理論上推導(dǎo)出例如OF和切口等切口部分的正確中心方向。其中考慮了這樣的事實(shí)控制器認(rèn)為例如OF和切口等切口部分的起始點(diǎn)和終點(diǎn)分別位于在旋轉(zhuǎn)β1和β2角度之前遠(yuǎn)離基準(zhǔn)線的位置處，并且旋轉(zhuǎn)軸B和晶片中心點(diǎn)O之間有偏心量d。指定晶片OF方向角γ位于圖6中OF’(雙點(diǎn)劃線)方向上，或者是從旋轉(zhuǎn)軸B看平行于OF’的BF方向上。這就是說(shuō)，當(dāng)晶片繞著旋轉(zhuǎn)軸B旋轉(zhuǎn)到指定的OF方向上時(shí)，如果從旋轉(zhuǎn)軸看則直線F位于直線傳感器所在的方向上。
如圖7所示，角度γ由通過(guò)晶片中心點(diǎn)O和OF中點(diǎn)C的直線與直線F構(gòu)成。如上所述，這是一個(gè)前面指定的已知角。角度β由通過(guò)晶片中心點(diǎn)O和OF中點(diǎn)C的直線與通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸B和晶片中心點(diǎn)O的直線構(gòu)成。在測(cè)量值的基礎(chǔ)上可計(jì)算出β。在圖6和7中，有∠JOM＝∠KOM＝ε于是，在ΔOJK中，β可用下述表達(dá)式表示β＝ε+δ1(10)δ2＝ε+β (11)用表達(dá)式(10)減去表達(dá)式(11)，其結(jié)果表示如下β＝(δ1+δ2)/2 (12)β是δ1和δ2的平均值。
由圖6中的ΔBHJ和ΔBIK，圖7中的δ1和δ2可用下述表達(dá)式表示δ1＝β1+φ1(13)δ＝β2+φ2(14)此外，在ΔBOH中，φ1可表示為sinφ1/d＝sin(β1-α)/r；在ΔBIO中，φ2可表示為sinφ2/d＝sin(β2-α)/r，于是φ1＝arcsin{(d/r)sin(β1-α)}(15)φ2＝arcsin{(d/r)sin(β2-α)}(16)將表達(dá)式(15)和(16)分別賦值給表達(dá)式(13)和(14)，可得到下述表達(dá)式δ1＝β1+arcsin{(d/r)sin(β1-α)} (17)δ2＝β2+arcsin{(d/r)sin(β2-α)} (18)
由表達(dá)式(12)、(17)和(18)，可得到下述表達(dá)式β＝[β1+β2+arcsin{(d/r)sin(β1-α)}+arcsin{(d/r)sin(β2-α)}]/2(19)由θ＝β+γ和表達(dá)式(19)，可確定θ如下θ＝γ+[β1+β2+arcsin{(d/r)sin(β1-α)}+arcsin{(d/r)sin(β2-α)}]/2 (2)這里，為縮短計(jì)算機(jī)處理速度，可取近似值。對(duì)表達(dá)式(2)引用泰勒展開，因?yàn)閐/r很小故可忽略二階和更高階的項(xiàng)，于是θ可計(jì)算如下θ≈γ+[β1+β2+(d/r){sin(β1-α)}+sin(β2-α)}]/2(5)因此，可通過(guò)將晶片旋轉(zhuǎn)θ角度從而使OF或切口在指定的角度取向。對(duì)表達(dá)式(5)進(jìn)行近似的誤差如下對(duì)于300m的晶片，當(dāng)d為2mm時(shí)偏心率約為0.00009°，當(dāng)d為5mm時(shí)偏心率約為0.0002°。因此，盡管表達(dá)式(5)是一個(gè)近似表達(dá)式，但是其誤差非常小，在實(shí)際使用中是沒(méi)有問(wèn)題的。
如上，在晶片旋轉(zhuǎn)時(shí)控制器完成了一系列晶片定位的計(jì)算操作。然后，控制器將一個(gè)方向信號(hào)發(fā)送給X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)2、Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)3和電動(dòng)機(jī)8，并將主軸16旋轉(zhuǎn)由表達(dá)式(2)或(5)計(jì)算出的θ角度，基于表達(dá)式(3)和(4)移動(dòng)主軸16從而將旋轉(zhuǎn)軸B移動(dòng)到坐標(biāo)(Xb，Yb)處，然后停止移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。停止之前的這三步操作優(yōu)選的是同時(shí)進(jìn)行，不過(guò)也可以以給定的順序進(jìn)行。
此后，控制器停止了用于挑選晶片的真空裝置。將晶片移交到晶片傳送裝置40的爪，并將其傳送到晶片處理裝置30、潔凈容器20等等。從而晶片中心點(diǎn)移動(dòng)到晶片傳送裝置40的晶片移交位置，并且晶片的OF或切口以給定的角度取向。通過(guò)這一系列的過(guò)程可以進(jìn)行晶片定位操作，并且非常快捷、準(zhǔn)確地完成。
如上，根據(jù)前述實(shí)施例中的方法和裝置，通過(guò)首先推導(dǎo)出圓形晶片偏心旋轉(zhuǎn)的理論表達(dá)式和晶片外周邊緣OF或切口中心的理論位置，可進(jìn)行非常準(zhǔn)確的定位。而且，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)只是用部分近似表達(dá)式代替理論表達(dá)式時(shí)，誤差非常小，在實(shí)際使用中沒(méi)有問(wèn)題。此外，在晶片進(jìn)行第一次旋轉(zhuǎn)之前就可得到結(jié)果，而在以前，最大或最小偏心半徑和其角度以及與OF或切口兩端角度有關(guān)的數(shù)據(jù)只能在晶片旋轉(zhuǎn)過(guò)程中得到。例如，如圖9所示，當(dāng)最大值和OF出現(xiàn)在約110°時(shí)，在晶片旋轉(zhuǎn)角度為120°時(shí)停止數(shù)據(jù)采集。因此，在晶片旋轉(zhuǎn)過(guò)程中就完成了計(jì)算，并且可在晶片的一次旋轉(zhuǎn)過(guò)程中將晶片旋轉(zhuǎn)到給定的角度。因此，可在非常短的時(shí)期內(nèi)完成定位。不用說(shuō)，在定位操作中就無(wú)需再取出晶片了。從而可以實(shí)現(xiàn)從主軸開始旋轉(zhuǎn)時(shí)的定位時(shí)間只需1.5秒到1.7秒，這是常規(guī)時(shí)間的1/2至1/3。
順便說(shuō)一下，通常，直線傳感器4光發(fā)射部件和光接收部件的延伸方向設(shè)置為與由X軸移動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)2驅(qū)動(dòng)的晶片或主軸16的移動(dòng)方向相垂直。然而，在將線性傳感器4重新放回、對(duì)移動(dòng)機(jī)構(gòu)2和3修理之后等情況下，直線傳感器4光發(fā)射部件和光接收部件的延伸方向就有可能和初始狀態(tài)不一致。在這種情況下，為了提高定位精度，在對(duì)置于主軸16上的晶片進(jìn)行定位之前，依照?qǐng)D16所示的流程圖用前述實(shí)施例中的晶片座旋轉(zhuǎn)軸定位方法對(duì)主軸16的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行定位操作，并將主軸16的旋轉(zhuǎn)軸準(zhǔn)確定位在與X軸垂直的直線(和Y軸平行的直線)上，該直線穿過(guò)直線傳感器4光接收部件的中心部分并在其延伸方向上延伸。
基于前面給出的程序，通過(guò)前述實(shí)施例中晶片定位裝置1的控制器24執(zhí)行圖16所示的過(guò)程。這里，晶片21用作基準(zhǔn)板，其實(shí)質(zhì)上是帶有一個(gè)微小切口部分的圓盤。首先，在步驟S11中，將從盒子20中取出并由晶片傳送裝置40進(jìn)行傳送的晶片21置于主軸16上。同時(shí)，利用晶片定位裝置1的X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)2和Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)3，將主軸16的旋轉(zhuǎn)軸定位在X軸的X0點(diǎn)，X0點(diǎn)是如圖11A、11B和11C中所示坐標(biāo)系的原點(diǎn)。該點(diǎn)稱為原點(diǎn)X0(0，0)。當(dāng)主軸16分別在X軸和Y軸上移動(dòng)時(shí)，基于此點(diǎn)測(cè)量距離。
此后，在步驟S12中，通過(guò)晶片定位裝置1的控制器24對(duì)X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)2進(jìn)行操作，從而在X軸正方向上移動(dòng)晶片21。在步驟S13中，從主軸16的旋轉(zhuǎn)軸經(jīng)過(guò)如圖11A所示前面給出的點(diǎn)X1(X1，0)時(shí)開始，直線傳感器4采集晶片21的外周邊緣的數(shù)據(jù)，與此同時(shí)，晶片21向如圖11c所示另一個(gè)前面給出的點(diǎn)X3(X3，0)移動(dòng)。在此移動(dòng)過(guò)程中，在步驟S14，通過(guò)在直線傳感器4檢測(cè)范圍內(nèi)允許由主軸16挑選并支撐的晶片21外周邊緣穿過(guò)該直線傳感器，從而檢測(cè)如圖11B所示直線傳感器4被最大程度屏蔽時(shí)主軸16的旋轉(zhuǎn)軸位置X2(X2，0)，并將其用存儲(chǔ)裝置臨時(shí)存儲(chǔ)。
在步驟S15中，在如圖11C所示的點(diǎn)X3(X3，0)位置處停止主軸的移動(dòng)。隨后，在步驟S16中，如圖12A所示，在這個(gè)實(shí)施例中主軸16在挑選并支撐晶片21的同時(shí)由電動(dòng)機(jī)8驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)180°。
下一步，在步驟S17中，主軸16由X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)2驅(qū)動(dòng)從點(diǎn)X3(X3，0)位置處在向原點(diǎn)的回程方向上移動(dòng)與向外距離相同的距離。在此移動(dòng)過(guò)程中，在步驟S18中，當(dāng)直線傳感器被最大程度屏蔽時(shí)(檢測(cè)最外的外周邊緣的時(shí)間)檢測(cè)主軸16的旋轉(zhuǎn)軸位置X4(X4，0)，并且在向外移動(dòng)過(guò)程中將其用存儲(chǔ)裝置臨時(shí)存儲(chǔ)。然后，在步驟S19中，當(dāng)主軸16的旋轉(zhuǎn)軸經(jīng)過(guò)點(diǎn)X1(X1，0)時(shí)完成由直線傳感器4進(jìn)行的晶片21外周邊緣數(shù)據(jù)采集。隨后，在步驟S20中，確定是否能獲得有關(guān)點(diǎn)X2和X4位置處的信息。如果沒(méi)有獲得點(diǎn)X2或X4位置處的信息，則過(guò)程返回到步驟S12。如果點(diǎn)X2和X4位置處的信息都獲得了，就將這些信息存儲(chǔ)在晶片定位裝置1的控制器24內(nèi)的信息存儲(chǔ)裝置。隨后，在步驟S21中，將獲得的信息用于計(jì)算交點(diǎn)X5，如圖12C所示，X5為經(jīng)過(guò)直線傳感器4光接收部件中心部件并在其延伸方向上延伸的直線與X軸之間的交點(diǎn)。主軸16的旋轉(zhuǎn)軸應(yīng)當(dāng)定位于交點(diǎn)X5。
圖13示出了當(dāng)直線傳感器4被晶片21在向外方向上最大程度屏蔽時(shí)(檢測(cè)最外的外周邊緣的時(shí)間)旋轉(zhuǎn)軸處于X軸上X2位置處時(shí)晶片21的位置(用實(shí)線示出)；以及當(dāng)直線傳感器4被晶片21在回程方向上最大程度屏蔽時(shí)(檢測(cè)最外的外周邊緣的時(shí)間)旋轉(zhuǎn)軸處于X軸上X4位置處時(shí)晶片21的位置(用點(diǎn)劃線示出)。在下文中將利用圖13描述一種計(jì)算交點(diǎn)X5的方法。
這里，基準(zhǔn)板是圓盤形的晶片21。在以下情況時(shí)晶片在向外方向上經(jīng)過(guò)直線傳感器4時(shí)，由經(jīng)過(guò)主軸旋轉(zhuǎn)軸在X軸上的位置X2和晶片21中心點(diǎn)C的直線(在圖13中用實(shí)線箭頭表示)與Y軸構(gòu)成的角為φ，主軸旋轉(zhuǎn)軸和晶片21中心點(diǎn)之間的距離(偏心量)為d，在轉(zhuǎn)向點(diǎn)將主軸16旋轉(zhuǎn)θ角后經(jīng)過(guò)主軸旋轉(zhuǎn)軸在X軸上的位置X4和晶片21中心點(diǎn)C的直線位于圖13中所示點(diǎn)劃線箭頭位置，可獲得以下幾何關(guān)系X5-X2＝d sinφ (21)X5-X2＝d sin(φ+θ) (22)h＝d cos(φ+θ)-d cosφ(23)
這里，h表示晶片21處于旋轉(zhuǎn)軸位置X2時(shí)的外周邊緣(在圖中用實(shí)線表示)和處于旋轉(zhuǎn)軸X4時(shí)的外周邊緣(在圖中用點(diǎn)劃線表示)之間在Y軸方向上的距離。
用公式對(duì)表達(dá)式(22)進(jìn)行分解，可獲得以下表達(dá)式X5-X4＝d(sinφ·cosθ+cosφ·sinθ)＝dsinφ·cosθ+dcosφ·sinθ (22’)用公式對(duì)表達(dá)式(23)進(jìn)行分解，可獲得以下表達(dá)式h＝d(cosφ·cosθ-sinφ·sinθ)-dcosφ＝d cosφ(cosθ-1)-d sinφ·sinθ (23’)將表達(dá)式(22’)乘以(cosθ-1)，然后減去表達(dá)式(23’)乘以sinθ，并將表達(dá)式(21)賦值給其結(jié)果，可獲得以下表達(dá)式(2X5-X2-X4)(1-cosθ)＝-h sinθ(24)于是，X5＝{X2+X4-h sinθ/(1-cosθ)}/2(25)從而，利用表達(dá)式(25)這樣通用的公式可確定位置X5。
這里，如果根據(jù)前述實(shí)施例中的方法中θ＝180°，則有sinθ/(1-cosθ)＝0。于是，表達(dá)式(25)可表示如下X5＝(X2+X4)/2(26)表達(dá)式(26)不再含有三角函數(shù)和h。因此，當(dāng)晶片在轉(zhuǎn)向點(diǎn)處旋轉(zhuǎn)180°時(shí)，就沒(méi)必要計(jì)算三角函數(shù)并將直線傳感器4的光接收量轉(zhuǎn)化為距離h。從而，優(yōu)選的是采用這個(gè)表達(dá)式，因?yàn)榭梢岳卯?dāng)作計(jì)算裝置的控制器24更快捷地計(jì)算出位置X5。
圖17示出了本發(fā)明另一實(shí)施例中晶片座旋轉(zhuǎn)軸定位方法過(guò)程的流程圖。在這個(gè)實(shí)施例中，和前述實(shí)施例中的步驟S16有所不同，在步驟S16’中，電動(dòng)機(jī)8驅(qū)動(dòng)主軸16在轉(zhuǎn)向點(diǎn)處旋轉(zhuǎn)90°。然后，如圖14A、14B、14C、15A、15B和15C所示，主軸16或晶片21向外或向內(nèi)移動(dòng)。和前述實(shí)施例中的步驟S21有所不同，在步驟S21’，采用了θ＝90°以及sinθ/(1-cosθ)＝1，從而表達(dá)式(25)變?yōu)槿缦耎5＝(X2+X4-h)/2(27)在本實(shí)施例的方法中，必須將直線傳感器4的光接收量轉(zhuǎn)化為距離h，但是無(wú)需計(jì)算三角函數(shù)。因此，采用這種方法也是優(yōu)選的，因?yàn)榭梢岳卯?dāng)作計(jì)算裝置的控制器24更快捷地計(jì)算出位置X5。
如上計(jì)算出的X軸上位置X5的坐標(biāo)由控制器24內(nèi)的信息存儲(chǔ)裝置進(jìn)行存儲(chǔ)。然后，在進(jìn)行晶片定位操作的下一個(gè)加工步驟時(shí)，這個(gè)坐標(biāo)就用作主軸16的旋轉(zhuǎn)軸在X軸上的基準(zhǔn)位置(定位位置)。
如上，根據(jù)前述實(shí)施例中的晶片座旋轉(zhuǎn)軸定位方法以及使用該定位方法的晶片定位裝置，可以顯著提高定位精度，因?yàn)榫ㄎ谎b置主軸的旋轉(zhuǎn)軸被置于和X軸垂直的直線上并位于直線傳感器的前面，該直線經(jīng)過(guò)直線傳感器的中心點(diǎn)。此外，如前述實(shí)施例中那樣當(dāng)晶片在轉(zhuǎn)向點(diǎn)處的旋轉(zhuǎn)角度設(shè)置為180°時(shí)，不僅計(jì)算速度很快，而且不需要將傳感器的光接收量轉(zhuǎn)化為距離。從而，就無(wú)需使用應(yīng)用CCD或激光的高精度直線傳感器，而可以使用很便宜的直線傳感器，并且此項(xiàng)發(fā)明可應(yīng)用于任何定位裝置。因此本發(fā)明具有廣泛的應(yīng)用范圍，并且使得可以以很低的成本制造晶片定位裝置。
只是當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸位置超出某一范圍從而需要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)軸定位操作時(shí)才進(jìn)行晶片座旋轉(zhuǎn)軸定位操作，例如在安裝晶片定位裝置之后立即進(jìn)行。只要旋轉(zhuǎn)軸位置處于某一范圍內(nèi)，就無(wú)需在常規(guī)的晶片定位操作之前進(jìn)行晶片座旋轉(zhuǎn)軸定位操作。因此這樣并沒(méi)有降低生產(chǎn)率。另外，控制器還包括了進(jìn)行前述晶片座旋轉(zhuǎn)軸定位操作的程序，以防由于意外事故而導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)軸位置超出前述某一范圍的情況。因此可以省去發(fā)生意外事故之后困難的調(diào)整操作，晶片定位裝置成為一種免維修的裝置，并且可以減少維修費(fèi)用。
如上，基于附圖中所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。然而，本發(fā)明并不限于前述的實(shí)施例，而是可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷摹＠?，晶片座可以繞著旋轉(zhuǎn)軸在轉(zhuǎn)向點(diǎn)旋轉(zhuǎn)一個(gè)180°和90°以外的其它給定角度。不過(guò)，360°及其倍數(shù)被排除在外，因?yàn)槟菢硬荒塬@得不同的數(shù)據(jù)。
工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明，在通過(guò)旋轉(zhuǎn)晶片以獲得偏心量的晶片定位操作中，可以提高其速度和精度。此外，本發(fā)明使得可以允許熟練的工程師跳過(guò)耗時(shí)的晶片座旋轉(zhuǎn)軸位置調(diào)整步驟。另外，本發(fā)明還使得可以防止在出問(wèn)題之后定位操作精度的降低。
權(quán)利要求
1.一種晶片定位方法，當(dāng)晶片定位裝置包括一個(gè)直線傳感器，一個(gè)可在其上放置晶片的晶片座，能在二維或三維方向上移動(dòng)晶片座并且能驅(qū)動(dòng)晶片座繞給定旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的晶片座驅(qū)動(dòng)裝置，以及計(jì)算裝置時(shí)，該計(jì)算裝置執(zhí)行晶片定位的過(guò)程是基于晶片座驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)晶片座旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角以及由直線傳感器獲得的晶片座上圓形晶片外周邊緣的檢測(cè)結(jié)果，經(jīng)過(guò)計(jì)算裝置計(jì)算出晶片中心點(diǎn)位置和切口部分方向的過(guò)程，計(jì)算裝置通過(guò)將晶片中心點(diǎn)移動(dòng)到給定位置并使晶片切口部分在給定方向上取向從而進(jìn)行晶片定位，該方法包括利用晶片座驅(qū)動(dòng)裝置，將晶片座的旋轉(zhuǎn)軸定位在通過(guò)直線傳感器中心部分并在其延伸方向上延伸的直線上，并使其上放置有晶片的晶片座繞著旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；利用計(jì)算裝置，基于晶片座的旋轉(zhuǎn)角度和由直線傳感器獲得的晶片座上晶片外周邊緣的檢測(cè)結(jié)果，確定晶片的切口部分位置以及晶片的最大偏心半徑或最小偏心半徑，并且從這些結(jié)果中，用幾何方法計(jì)算出當(dāng)晶片中心點(diǎn)位于給定位置并且晶片切口部分在給定方向上取向時(shí)晶片座的旋轉(zhuǎn)軸位置和旋轉(zhuǎn)角；以及利用晶片座驅(qū)動(dòng)裝置移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和停止晶片座，從而在不用重新取回晶片的條件下使晶片座的旋轉(zhuǎn)軸位置和旋轉(zhuǎn)角與計(jì)算出的旋轉(zhuǎn)軸位置和計(jì)算出的旋轉(zhuǎn)角相對(duì)應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基于晶片座的旋轉(zhuǎn)角和由直線傳感器獲得的晶片座上晶片外周邊緣的檢測(cè)結(jié)果，計(jì)算裝置可以確定α、β1、β2以及Lm，并可以用以下表達(dá)式(1)、(2)、(3)和(4)分別計(jì)算出d、θ、ΔX和ΔYd＝Lm-r(1)θ＝γ+[β1+β2+arcsin{(d/r)sin(β1-α)}+arcsin{(d/r)sin(β2-α)}]/2 (2)ΔX＝d sin(θ-α) (3)ΔY＝d cos(θ-α) (4)其中Lm晶片的最大偏心半徑或最小偏心半徑，d偏心中心(晶片座旋轉(zhuǎn)軸)和晶片中心點(diǎn)之間的偏差距離，r晶片半徑(已知數(shù))，θ從晶片初始的基準(zhǔn)位置到在給定方向上停止切口部分之間晶片座的旋轉(zhuǎn)角，α在偏心中心處從晶片初始基準(zhǔn)位置到偏心半徑第一次成為最大值或最小值時(shí)所得到的位置之間的角度，β1在偏心中心處從晶片初始基準(zhǔn)位置到切口部分首端之間的角度，β2在偏心中心處從晶片初始基準(zhǔn)位置到切口部分末端之間的角度，γ由在給定方向上取向的切口部分和傳感器方向在晶片中心點(diǎn)處所形成的角度(指定值)，ΔXX軸方向上的移動(dòng)距離，和ΔYY軸方向上的移動(dòng)距離。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，計(jì)算裝置使用下述的表達(dá)式(5)代替表達(dá)式(2)來(lái)確定旋轉(zhuǎn)角θθ＝γ+[β1+β2+(d/r){sin(β1-α)+sin(β2-α)}]/2(5)其中，表達(dá)式(5)中符號(hào)的意義和權(quán)利要求2中相同。
4.如權(quán)利要求2和3中任何一個(gè)所述的方法，其特征在于，為獲得晶片缺口部分的位置，計(jì)算裝置在ΔL1從0變化到一個(gè)正值時(shí)，用下述表達(dá)式(6)確定ΔL1＝0時(shí)的角度β1，該正值與從晶片初始基準(zhǔn)位置A0(晶片座的旋轉(zhuǎn)軸)開始在偏心中心處角度的微小位移角有關(guān)，并且在ΔL2從一個(gè)正值變化到0時(shí)，用下述表達(dá)式(7)確定ΔL2＝0時(shí)的角度β2，該正值與從晶片初始基準(zhǔn)位置A0(晶片座的旋轉(zhuǎn)軸)開始在偏心中心處角度的微小位移角有關(guān)ΔL1＝[d cos(β1-α)+{r2-d2sin2(β1-α)}1/2]-L(6)ΔL2＝[d cos(β2-α)+{r2-d2sin2(β2-α)}1/2]-L(7)其中，L是偏心半徑(測(cè)量值)，其它符號(hào)的意義和權(quán)利要求中相同。
5.一種使用如權(quán)利要求1至4中所述的任何一種方法的晶片定位裝置，其包括一個(gè)直線傳感器，一個(gè)可在其上放置晶片的晶片座，能在二維或三維方向上移動(dòng)晶片座并且能驅(qū)動(dòng)晶片座繞給定旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的晶片座驅(qū)動(dòng)裝置，和計(jì)算裝置，該計(jì)算裝置執(zhí)行晶片定位的過(guò)程如下基于晶片座驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)晶片座旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角以及由直線傳感器獲得的晶片座上圓形晶片外周邊緣的檢測(cè)結(jié)果，經(jīng)過(guò)計(jì)算裝置計(jì)算出晶片中心點(diǎn)位置和切口部分方向的過(guò)程，計(jì)算裝置通過(guò)將晶片中心點(diǎn)移動(dòng)到給定位置并使晶片切口部分在給定方向上取向從而進(jìn)行晶片定位，其中，晶片座驅(qū)動(dòng)裝置將晶片座的旋轉(zhuǎn)軸定位在通過(guò)直線傳感器中心部分并在其延伸方向上延伸的直線上，并使其上放置有晶片的晶片座繞著旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；以及移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和停止晶片座，從而在不用重新取回晶片的條件下使晶片座的旋轉(zhuǎn)軸位置和旋轉(zhuǎn)角與計(jì)算出的旋轉(zhuǎn)軸位置和計(jì)算出的旋轉(zhuǎn)角相對(duì)應(yīng)，和利用計(jì)算裝置，基于晶片座的旋轉(zhuǎn)角度和由直線傳感器獲得的晶片座上晶片外周邊緣的檢測(cè)結(jié)果，確定晶片的切口部分位置以及晶片的最大偏心半徑或最小偏心半徑，并且從這些結(jié)果中，用幾何方法計(jì)算出當(dāng)晶片中心點(diǎn)位于給定位置并且晶片切口部分在給定方向上取向時(shí)晶片座的旋轉(zhuǎn)軸位置和旋轉(zhuǎn)角；
6.如權(quán)利要求5所述的晶片定位裝置，還包括，傳送晶片的臂和爪；以及所述臂和爪的驅(qū)動(dòng)裝置。
7.一種使用如權(quán)利要求1至4中所述的任何一種方法的晶片加工系統(tǒng)，其包括一個(gè)晶片定位裝置，其包括一個(gè)直線傳感器，一個(gè)可在其上放置晶片的晶片座，能在二維或三維方向上移動(dòng)晶片座并且能驅(qū)動(dòng)晶片座繞給定旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的晶片座驅(qū)動(dòng)裝置，以及計(jì)算裝置，該計(jì)算裝置執(zhí)行晶片定位的過(guò)程如下基于晶片座驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)晶片座旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角以及由直線傳感器獲得的晶片座上圓形晶片外周邊緣的檢測(cè)結(jié)果，經(jīng)過(guò)計(jì)算裝置計(jì)算出晶片中心點(diǎn)位置和切口部分方向的過(guò)程，計(jì)算裝置通過(guò)將晶片中心點(diǎn)移動(dòng)到給定位置并使晶片切口部分在給定方向上取向從而進(jìn)行晶片定位；和傳送該晶片的臂和爪；以及所述臂和爪的驅(qū)動(dòng)裝置；其中，當(dāng)晶片座從該晶片定位裝置接收晶片的位置升高從而進(jìn)行晶片定位時(shí)，所述臂和爪的驅(qū)動(dòng)裝置讓所述爪在晶片移交到晶片座的位置處等待，并且當(dāng)將晶片保持在晶片定位裝置接收晶片的位置處從而進(jìn)行晶片定位時(shí)，所述臂和爪的驅(qū)動(dòng)裝置讓所述爪在晶片移交到晶片座的位置以下的位置處等待。
8.一種晶片定位裝置中的晶片座旋轉(zhuǎn)軸定位方法，該晶片定位裝置包括一個(gè)直線傳感器，一個(gè)可在其上放置晶片的晶片座，至少可在一維方向上移動(dòng)晶片座并且使晶片座繞給定旋轉(zhuǎn)軸(例如θ軸)旋轉(zhuǎn)的晶片座驅(qū)動(dòng)裝置，以及計(jì)算裝置，該晶片定位裝置通過(guò)晶片座驅(qū)動(dòng)裝置將晶片中心點(diǎn)移動(dòng)到給定位置以進(jìn)行晶片定位，這種定位通過(guò)以下過(guò)程進(jìn)行當(dāng)在計(jì)算過(guò)程之前晶片座的旋轉(zhuǎn)軸位于通過(guò)直線傳感器中心部分并在其延伸方向上延伸的第一直線上時(shí)，基于晶片座的旋轉(zhuǎn)角和由直線傳感器獲得的晶片座上圓形晶片外周邊緣的檢測(cè)結(jié)果，利用計(jì)算裝置計(jì)算出晶片中心點(diǎn)位置，該方法包括沿著與第一直線垂直的第二直線(例如X軸)不旋轉(zhuǎn)地移動(dòng)其上放置有基準(zhǔn)板的晶片座，從而使得當(dāng)直線傳感器在第一直線方向上檢測(cè)基準(zhǔn)板最外周邊緣時(shí)旋轉(zhuǎn)軸往回移動(dòng)，并兩次或多次通過(guò)將晶片座旋轉(zhuǎn)軸所在位置夾在其中間的兩點(diǎn)，以及當(dāng)晶片座在該兩點(diǎn)之一、該兩點(diǎn)或該兩點(diǎn)之外的點(diǎn)往回移動(dòng)時(shí)，利用晶片座驅(qū)動(dòng)裝置使晶片座以360°及其倍數(shù)以外的其它給定角度繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；基于當(dāng)基準(zhǔn)板由晶片座的返回移動(dòng)所帶動(dòng)而兩次或多次不旋轉(zhuǎn)地經(jīng)過(guò)直線傳感器時(shí)該直線傳感器獲得的數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)角用計(jì)算裝置用幾何方法計(jì)算出第二直線和第一直線的交點(diǎn)位置；和利用晶片座驅(qū)動(dòng)裝置將旋轉(zhuǎn)軸移動(dòng)到計(jì)算出的交點(diǎn)位置，并將旋轉(zhuǎn)軸定位在第一直線上。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述基準(zhǔn)板為一個(gè)圓盤。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在基于由晶片座返回移動(dòng)所驅(qū)動(dòng)圓盤經(jīng)過(guò)直線傳感器時(shí)直線傳感器獲得的數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)角，計(jì)算裝置用幾何方法計(jì)算交點(diǎn)位置的時(shí)候，假定該圓盤的最外周邊緣位置位于一條線段的垂直平分線上，該線段為圓盤外周邊緣上被傳感器上一個(gè)固定點(diǎn)所切過(guò)的兩點(diǎn)之間的連線，當(dāng)線性傳感器在第一直線的方向上檢測(cè)基準(zhǔn)板的最外周邊緣時(shí)，計(jì)算裝置確定晶片座旋轉(zhuǎn)軸的位置。
11.如權(quán)利要求9和10中任何一個(gè)所述的方法，其特征在于，當(dāng)晶片座驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)使晶片座返回時(shí)，晶片座旋轉(zhuǎn)的角度是90°和180°中的任何一個(gè)。
12.一種晶片定位裝置，其包括一個(gè)直線傳感器；一個(gè)其上可放置晶片的晶片座；至少可在一維方向上移動(dòng)晶片座并使晶片座繞給定旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的晶片座驅(qū)動(dòng)裝置；以及計(jì)算裝置，該晶片定位裝置通過(guò)將晶片中心點(diǎn)移動(dòng)到給定位置來(lái)進(jìn)行晶片定位，這種定位通過(guò)以下過(guò)程進(jìn)行基于晶片座的旋轉(zhuǎn)角和由直線傳感器獲得的晶片座上圓形晶片外周邊緣的檢測(cè)結(jié)果，利用計(jì)算裝置計(jì)算出晶片中心點(diǎn)位置，其中，晶片座驅(qū)動(dòng)裝置沿著與第一直線垂直的第二直線(例如X軸)不旋轉(zhuǎn)地移動(dòng)其上放置有基準(zhǔn)板的晶片座，從而使得當(dāng)直線傳感器在第一直線方向上檢測(cè)基準(zhǔn)板最外周邊緣時(shí)旋轉(zhuǎn)軸往回移動(dòng)，并兩次或多次通過(guò)將晶片座旋轉(zhuǎn)軸所在位置夾在其中間的兩點(diǎn)，以及當(dāng)晶片座在該兩點(diǎn)之一、該兩點(diǎn)或該兩點(diǎn)之外的點(diǎn)往回移動(dòng)時(shí)，晶片座驅(qū)動(dòng)裝置使晶片座以360°及其倍數(shù)以外的其它給定角度繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；以及將旋轉(zhuǎn)軸移動(dòng)到由計(jì)算裝置計(jì)算出的第一直線和第二直線的交點(diǎn)位置，這樣就將旋轉(zhuǎn)軸定位在第一直線上，并且基于當(dāng)基準(zhǔn)板由晶片座的返回移動(dòng)所帶動(dòng)而兩次或多次不旋轉(zhuǎn)地經(jīng)過(guò)直線傳感器時(shí)該直線傳感器獲得的數(shù)據(jù)和旋轉(zhuǎn)角，計(jì)算裝置用幾何方法計(jì)算出第二直線和第一直線的交點(diǎn)位置。
13.如權(quán)利要求12所述的晶片定位方法，其特征在于，當(dāng)晶片座驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)使晶片座返回時(shí)，晶片座旋轉(zhuǎn)的角度是90°和180°中的任何一個(gè)。
全文摘要
在將晶片(21)的中心點(diǎn)(O)移動(dòng)到給定位置并使該晶片的切口部分(21a)在給定方向上取向的晶片定位中，晶片座驅(qū)動(dòng)裝置(2，3，8或9)將晶片座(16)的旋轉(zhuǎn)軸(B)定位在通過(guò)直線傳感器(4)中心部分并在其延伸方向上延伸的一條直線上，并且繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)其上放置有晶片的晶片座；基于晶片座的旋轉(zhuǎn)角以及由直線傳感器獲得的其上放置有晶片的晶片座外周邊緣檢測(cè)結(jié)果，計(jì)算裝置(24)確定晶片切口部分位置和晶片的最大或最小偏心半徑，并且，從獲得的結(jié)果中，當(dāng)晶片中心點(diǎn)位于給定位置并且晶片切口部分在給定方向上取向時(shí)，用幾何方法計(jì)算出晶片的旋轉(zhuǎn)軸位置和旋轉(zhuǎn)角；以及晶片座驅(qū)動(dòng)裝置(2，3，8或9)移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和停止晶片座(16)以使晶片座的旋轉(zhuǎn)軸位置和旋轉(zhuǎn)角與計(jì)算出的旋轉(zhuǎn)軸位置和計(jì)算出的旋轉(zhuǎn)角相對(duì)應(yīng)。從而，提高晶片定位操作的速度和精度。
文檔編號(hào)H01L21/67GK1613145SQ0282663
公開日2005年5月4日 申請(qǐng)日期2002年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月14日
發(fā)明者福崎義樹, 新宅朝之 申請(qǐng)人:羅茲株式會(huì)社