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Die
Erfindung betrifft eine Winkelsteuerungsvorrichtung zum Anordnen
eines gemustertem Halbleiterwafers bei einem Waferschneidevorgang,
und insbesondere eine Winkelsteuerungsvorrichtung, die ein Anzeigegerät beinhaltet,
welches mit zwei Darstellungsfenstern konfiguriert ist, die gleichzeitig
dasselbe Bild anzeigen, das durch eine einzelne Kamera aufgenommen
ist.
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Zur
Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit
besteht immer ein Bedarf, den Zeitraum zu verkürzen, der erforderlich ist,
Erzeugnisse an Kunden zu liefern.
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Eine
bekannte Waferschneidevorrichtung beinhaltet eine Plattform, die
zum Halten eines gemusterten Halbleiterwafers geeignet ist, eine
Waferschneideeinheit, eine Kameraeinheit, einen Analog-/Digitalwandler
(A/D-Wandler), der
elektrisch an die. Kameraeinheit gekoppelt ist, einen Einzelbildspeicher,
der elektrisch an den A/D-Wandler
gekoppelt ist, eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), die elektrisch
an den Einzelbildspeicher gekoppelt ist, eine Anzeigeeinheit, die
elektrisch an die CPU gekoppelt ist, ein Bewegungssteuerungsgerät, das elektrisch
an die CPU gekoppelt ist, und eine Antriebseinheit, die elektrisch
an das Bewegungssteuerungsgerät
gekoppelt ist. Die Antriebseinheit beinhaltet einen Antrieb in X-Richtung
und einen Antrieb in θ-Richtung,
die an die Plattform gekoppelt sind und ihre Bewegung in X-Richtung
bzw. in θ-Richtung antreiben.
Die Antriebseinheit beinhaltet ferner einen Antrieb in Y-Richtung,
der an die Waferschneideeinheit und die Kameraeinheit gekoppelt
ist und ihre Bewegung in Y-Richtung antreibt, und einen Antrieb
in Z-Richtung, der an die Waferschneideeinheit gekoppelt ist und
ihre Bewegung in Z-Richtung antreibt. Die jeweiligen Antriebe beinhalten
einen Schrittmotor. Das Bewegungssteuerungsgerät ist zur Steuerung der verschiedenen
Antriebe zum Bewegen der Plattform in X-Richtung, zum Drehen der Plattform in θ-Richtung,
zum Bewegen der Waferschneideeinheit und der Kameraeinheit in Y-Richtung
und zum Bewegen der Waferschneideeinheit in Z-Richtung manuell betreibbar.
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Bei
einem Waferschneidevorgang ist der Wafer auf der Plattform angeordnet,
und die Kameraeinheit erzeugt eine elektrische Ausgabe, die zumindest
einem Teil eines Bilds der gemusterten Oberfläche des Halbleiterwafers auf
der Plattform entspricht. Der A/D-Wandler wandelt die elektrische
Ausgabe der Kameraeinheit in digitale Bilddaten um, die im Einzelbildspeicher
gespeichert werden. Die CPU ruft die digitalen Bilddaten aus dem
Einzelbildspeicher ab und steuert das Anzeigegerät zum Anzeigen eines Bilds
darauf, das den digitalen Bilddaten entspricht.
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Der
Halbleiterwafer ist mit einer Anordnung von polygonalen Schaltungsbereichen
ausgebildet, wobei benachbarte Schaltungsbereiche durch Schnittbahnen
räumlich
voneinander getrennt sind. Gleichzeitig mit der Anzeige des Bilds,
das den digitalen Bilddaten entspricht, ist das Anzeigegerät des weiteren
zur Anzeige von Bezugsmarkierungen darauf konfiguriert. Zum Anordnen
des Halbleiterwafers an einer erforderlichen Schneideposition betreibt
die Bedienungsperson der Waferschneidevorrichtung daher das Bewegungssteuerungsgerät zum Ausrichten
von Begrenzungen der polygonalen Schaltungsbereiche, die auf dem
Anzeigegerät
angezeigt sind, an den Bezugsmarkierungen. Die Einstellung der Position
des Halbleiterwafers in der herkömmlichen
Waferschneidevorrichtung beinhaltet eine anfängliche Grobeinstellung der
Plattform in θ-Richtung,
eine anfängliche
Einstellung der Kameraeinheit in Y-Richtung, eine abstimmende Einstellung
der Plattform in θ-Richtung, eine Einstellung
der Plattform in X-Richtung, eine weitere abstimmende Einstellung
der Plattform in θ-Richtung, abstimmende
Einstellung der Kameraeinheit in Y-Richtung usw.
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Da
der Halbleiterwafer nicht mit einer einzigen manuellen Einstellung
durch bloße
Bezugnahme auf die Bezugsmarkierungen, die auf dem Anzeigegerät angezeigt
sind, in der korrekten Position in θ-Richtung eingestellt werden
kann, ist in der herkömmlichen
Waferschneidevorrichtung eine wiederholte abstimmende Einstellung
erforderlich. Daher ist das Anordnen des Halbleiterwafers an einer
erforderlichen Position in der herkömmlichen Waferschneidevorrichtung
sowohl lästig
als auch zeitraubend.
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Aus
der Druckschrift
US
6,142,138 A ist ein Verfahren zum Ausrichten von Schnittbahnen
eines Werkstücks
unter Ausnutzung von Mustern bekannt, das hierzu zwei Abbildungsausrüstungen
mit jeweils einem Mikroskop einsetzt.
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Die
Druckschrift US 2002/0053586 A1 beschreibt eine Schneidemaschine,
die zum Schneiden eines Wafers zwei Kameras nutzt.
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Es
ist daher die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Winkelsteuerungsvorrichtung bereitzustellen,
die in eine Waferschneidevorrichtung eingegliedert wird, um die
oben genannten, mit der herkömmlichen
Technik verbundenen Nachteile zu bewältigen.
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Insbesondere
ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Winkelsteuerungsvorrichtung
bereitzustellen, die eine Anzeigeeinheit beinhaltet, die mit zwei
Darstellungsfenstern konfiguriert ist, welche gleichzeitig dasselbe
Bild anzeigen, das durch eine einzelne Kamera aufgenommen wird,
um ein genaues Anordnen eines Halbleiterwafers an einer erforderlichen
Winkelposition zu ermöglichen.
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Dementsprechend
kommt die Winkelsteuerungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
beim Anordnen eines Werkstücks
mit einer gemusterten Oberfläche
an einer erforderlichen Winkelposition zur Anwendung und umfasst:
eine
Plattform, die zum Halten des Werkstücks ausgebildet ist;
eine
Antriebseinheit, die an die Plattform gekoppelt ist und zum Antreiben
einer Drehbewegung der Plattform betreibbar ist;
eine Kameraeinheit,
die über
der Plattform angeordnet und zum Erzeugen einer elektrischen Ausgabe betreibbar
ist, die zumindest einem Teil eines Bildes der gemusterten Oberfläche des
Werkstücks
entspricht;
einen Signalwandler, der elektrisch an die Kameraeinheit
gekoppelt und zum Umwandeln der elektrischen Ausgabe der Kameraeinheit
in digitale Bilddaten betreibbar ist;
eine Verarbeitungsvorrichtung,
die elektrisch an den Signalwandler gekoppelt ist, um digitale Bilddaten von
diesem zu empfangen;
ein Anzeigegerät, das elektrisch an die Verarbeitungsvorrichtung
gekoppelt und mit rechtem und linkem Darstellungsfenster konfiguriert
ist, wobei das rechte und das linke Darstellungsfenster dasselbe Bild,
das den digitalen Bilddaten entspricht, gleichzeitig anzeigen; und
ein
Bewegungssteuerungsgerät,
das elektrisch an die Antriebseinheit gekoppelt ist und das zum
Erzeugen von Steuersignalen zum Steuern der Antriebseinheit zum
Drehen der Plattform betreibbar ist, wobei das Werkstück an der
erforderlichen Winkelposition angeordnet ist, wenn identische Abschnitte
der Bilder der gemusterten Oberfläche des Werkstücks, die
gleichzeitig im linken und rechten Darstellungsfenster gezeigt werden,
aufeinander ausgerichtet sind.
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Andere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden
detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, wobei:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Waferschneidevorrichtung ist, die
die bevorzugte Ausführungsform
einer Winkelsteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
beinhaltet;
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2 eine
perspektivische Ansicht ist, die die Waferschneidevorrichtung aus 1 ohne
Gehäuse
zeigt;
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3 ein
schematisches Blockdiagramm der Waferschneidevorrichtung aus 1 ist;
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4 eine
Draufsicht ist, die einen Halbleiterwafer auf einer Plattform der
Winkelsteuerungsvorrichtung zeigt;
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5 Bilder
zeigt, die durch ein Anzeigegerät
der Winkelsteuerungsvorrichtung vor der Einstellung angezeigt werden;
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6 Bilder
zeigt, die durch das Anzeigegerät
der Winkelsteuerungsvorrichtung während der Einstellung angezeigt
werden;
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7 eine
Draufsicht ist, die den Halbleiterwafer an einer Position, die 6 entspricht,
zeigt;
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8 Bilder
zeigt, die durch das Anzeigegerät
der Winkelsteuerungsvorrichtung nach der Einstellung angezeigt werden;
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9 eine
Draufsicht ist, die den Halbleiterwafer an einer erforderlichen,
eingestellten Position, die 8 entspricht,
zeigt;
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10 Bilder
eines Halbleiterwafers mit hexagonalen Schaltungsbereichen zeigt,
die durch das Anzeigegerät
der Winkelsteuerungsvorrichtung vor der Einstellung angezeigt werden;
und
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11 Bilder
eines Halbleiterwafers mit hexagonalen Schaltungsbereichen zeigt,
die durch das Anzeigegerät
der Winkelsteuerungsvorrichtung nach der Einstellung angezeigt werden.
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Unter
Bezugnahme auf 1 bis 3 ist die
bevorzugte Ausführungsform
einer Winkelsteuerungsvorrichtung 200 gemäß der vorliegenden
Erfindung zum Anordnen eines Halbleiterwafers 11 mit einer
gemusterten Oberfläche
(s. 4) an einer erforderlichen Position bei einem
Waferschneidevorgang in einer bekannten Waferschneidevorrichtung 300 enthalten.
Die Winkelsteuerungsvorrichtung 200 beinhaltet eine Plattform 10,
die zum Halten des Halbleiterwafers 11 ausgebildet ist,
eine Antriebseinheit 20, eine Kameraeinheit 30,
die eine Kameralinse 31 beinhaltet, einen Analog-/Digitalsignalwandler 40, der
elektrisch an die Kameraeinheit 30 gekoppelt ist, eine
Verarbeitungsvorrichtung 400, die elektrisch an den Signalwandler 40 gekoppelt
ist, ein Anzeigegerät 80,
das elektrisch an die Verarbeitungsvorrichtung 400 gekoppelt
ist, und ein Bewegungssteuerungsgerät 90, das elektrisch
an die Antriebseinheit 20 gekoppelt ist.
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Wie
in 4 gezeigt, ist der Halbleiterwafer 11 mit
einer Anordnung von rechteckigen Schaltungsbereichen 111 ausgebildet.
Benachbarte Schaltungsbereiche 111 sind durch lineare Schnittbahnen 112 räumlich voneinander
getrennt.
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Die
Antriebseinheit 20 beinhaltet einen Antrieb in X-Richtung 22 und
einen Antrieb in θ-Richtung 21,
die an die Plattform 10 gekoppelt sind und ihre Bewegung
in X-Richtung bzw.
in θ-Richtung
antreiben. Die Antriebseinheit 20 beinhaltet ferner einen Antrieb
in Y-Richtung 23, der an eine Waferschneideeinheit 25 und
die Kameraeinheit 30 gekoppelt ist und ihre Bewegung in
Y-Richtung antreibt, und einen Antrieb in Z-Richtung 24,
der an die Waferschneideeinheit 25 gekoppelt ist und ihre
Bewegung in Z-Richtung antreibt. Die jeweiligen Antriebe 21 bis 24 beinhalten
einen Schrittmotor.
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Die
Kameraeinheit 30 ist über
der Plattform 10 angeordnet und auf herkömmliche
Weise zum Erzeugen einer elektrischen Ausgabe betreibbar, die zumindest
einem Teil eines Bildes der gemusterten Oberfläche des Halbleiterwafers 11 entspricht.
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Der
A/D-Signalwandler 40 ist auf herkömmliche Weise zum Umwandeln
der analogen elektrischen Ausgabe der Kameraeinheit 30 in
digitale Bilddaten betreibbar.
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Die
Verarbeitungsvorrichtung 400 beinhaltet einen Einzelbildspeicher 50,
eine Verarbeitungseinheit 60 und einen Anzeigespeicher 70.
Der Einzelbildspeicher 50 ist zum Speichern der digitalen
Bilddaten darin elektrisch an den A/D-Signalwandler 40 gekoppelt.
Die Verarbeitungseinheit 60, wie etwa eine CPU, ist elektrisch
an den Einzelbildspeicher 50 gekoppelt und imstande, die
digitalen Bilddaten, die im Einzelbildspeicher 50 gespeichert
sind, zu empfangen und zu verarbeiten. Der Anzeigespeicher 70 ist
elektrisch an die Verarbeitungseinheit 60 gekoppelt, weist
einen ersten und zweiten Speicherabschnitt 71 auf und wird
durch die Verarbeitungseinheit 60 zum Speichern verarbeiteter
Bilddaten, die denen entsprechen, die im Einzelbildspeicher 50 gespeichert
sind, jeweils im ersten und zweiten Speicherabschnitt 71 gesteuert.
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Wenn
die Winkelsteuerungsvorrichtung 200 ein proprietäres Computerprogrammerzeugnis
gemäß dieser
Erfindung ausführt,
wird das Anzeigegerät 80 mit
einem linken und einem rechten Darstellungsfenster 81 konfiguriert,
die von rechteckiger Form sind und die gleiche Größe aufweisen.
Das linke und das rechte Darstellungsfenster 81 zeigen
dasselbe Bild entsprechend den verarbeiteten Bilddaten, die im ersten
und zweiten Speicherabschnitt 71 gespeichert sind, gleichzeitig
an.
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Aufgrund
des proprietären
Computerprogrammerzeugnisses wird zudem das Bewegungssteuerungsgerät 90,
das bekannte Benutzereingabegeräte
wie eine Tastatur und einen Joystick (siehe 2) beinhaltet
und das ferner elektrisch an die Verarbeitungseinheit 60 gekoppelt
ist, so konfiguriert, dass es eine manuelle Betätigung desselben zum Erzeugen
von Steuersignalen zum Steuern der Antriebseinheit 20 ermöglicht.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 3 und 4 ist im
Gebrauch der Halbleiterwafer 11 auf der Plattform 10 angeordnet,
und die Kameraeinheit 30 erzeugt eine elektrische Ausgabe,
die zumindest einem Teil eines Bilds der gemusterten Oberfläche des Halbleiterwafers 11 auf
der Plattform 10 entspricht. Die elektrische Ausgabe wird
durch den A/D-Signalwandler 40 in digitale Bilddaten umgewandelt.
Die digitalen Bilddaten werden im Einzelbildspeicher 50 gespeichert
und durch die Verarbeitungseinheit 60 verarbeitet, und
verarbeitete Bilddaten, die den Daten im Einzelbildspeicher 50 entsprechen,
werden jeweils im ersten und zweiten Speicherabschnitt 71 des Anzeigespeichers 70 gespeichert.
Danach zeigt das Anzeigegerät 80 gleichzeitig
dasselbe Bild im linken und rechten Darstellungsfenster 81 gemäß den verarbeiteten
Bilddaten an, die im ersten und zweiten Speicherabschnitt 71 gespeichert
sind, wie am besten in 5 gezeigt.
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Anschließend kann,
wie in 6 und 7 gezeigt, die Bedienungsperson
der Waferschneidevorrichtung 300 das Bewegungssteuerungsgerät 90 unter
Bezugnahme auf die Bilder, die im rechten und linken Darstellungsfenster 81 des
Anzeigegeräts 80 gezeigt
sind, handhaben, um Steuersignale zum Steuern des Antriebs in θ-Richtung 21 zum
Drehen der Plattform 10 in θ-Richtung zu erzeugen. Die
Bilder, die auf dem linken und rechten Darstellungsfenster 81 gezeigt
werden, werden infolgedessen entsprechend gedreht.
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Unter
Bezugnahme auf 8 handhabt die Bedienungsperson
das Bewegungssteuerungsgerät 90 weiter,
bis sich identische Begrenzungen der rechteckigen Schaltungsbereiche 111 der
gemusterten Oberfläche
des Halbleiterwafers 11, die gleichzeitig im linken und
rechten Darstellungsfenster 81 des Anzeigegeräts 80 gezeigt
werden, in horizontaler Ausrichtung aufeinander befinden. Der Halbleiterwafer 11 wird
dabei an der korrekten Winkelposition angeordnet, wie am besten
in 9 gezeigt.
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Nach
der Einstellung in θ-Richtung
ist die Einstellung in Y-Richtung und in X-Richtung vor dem weiteren
Fortsetzen des Waferschneidevorgangs auf eine herkömmliche
Weise durchführbar.
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Da
das Anordnen des Halbleiterwafers 11 an der korrekten Winkelposition
nur eine Einstellung erfordert, bis sich identische Begrenzungen
der rechteckigen Schaltungsbereiche 111 der gemusterten Oberfläche des
Halbleiterwafers 11, die gleichzeitig im linken und rechten
Darstellungsfenster 81 des Anzeigegeräts 80 gezeigt werden,
in horizontaler Ausrichtung aufeinander befinden, ist die Winkelsteuerungsvorrichtung 200 der
vorliegenden Erfindung weniger kompliziert und weniger zeitraubend
im Vergleich zur herkömmlichen
Technik, die obenstehend beschrieben ist. Es ist daher offensichtlich,
dass die Winkelsteuerungsvorrichtung 200 der vorliegenden Erfindung
den Zeitraum verkürzen
kann, der zum Waferschneiden erforderlich ist, um so die Produktionsleistung
zu steigern.
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Ferner
sollte beachtet werden, dass die Winkelsteuerungsvorrichtung 200 der
vorliegenden Erfindung auch zum Anordnen eines Halbleiterwafers
mit hexagonalen Schaltungsbereichen bei einem Waferschneidevorgang
geeignet ist. 10 zeigt Bilder eines Halbleiterwafers 110 mit
hexagonalen Schaltungsbereichen 120, die durch das rechte
und linke Darstellungsfenster 81 des Anzeigegeräts 80 der Winkelsteuerungsvorrichtung
der Erfindung vor der Einstellung angezeigt werden. Benachbarte
Schaltungsbereiche 120 sind durch Schnittbahnen 130 räumlich voneinander
getrennt. 11 zeigt Bilder eines Halbleiterwafers 110,
die durch das rechte und linke Darstellungsfenster 81 des
Anzeigegeräts 80 der
Winkelsteuerungsvorrichtung der Erfindung nach der Einstellung angezeigt
werden. Der Halbleiterwafer 110 befindet sich an der erforderlichen
Winkelposition, wenn sich identische Begrenzungen der Schaltungsbereiche 120,
die gleichzeitig im linken und rechten Darstellungsfenster 81 gezeigt
werden, in horizontaler Ausrichtung aufeinander befinden.