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晶圆传输过程中自动扫描算法的实现

更新时间:2016-07-05

随着智能化技术的发展,半导体专用设备正朝着高度自动化、高效率化方向发展,传统的人工装卡方式已无法满足高速、智能化的发展需求。晶圆自动传输是集成电路(IC)生产设备实现自动化的关键工艺环节,而晶圆自动上下片机构是自动化生产设备的关键单元,其在设备中的地位越来越高。

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在IC制造晶圆自动传输过程中,需要随时检测片盒内的晶圆存放状态,以确认晶圆在片盒内的摆放位置,如斜放、双片、空片等不符合传输要求的情况,确保顺利提取晶片。传统的晶圆位置检测分有两种形式,一种为片盒固定,检测装置上下移动扫描,检测片盒内晶圆位置;一种为检测装置固定,片盒上下移动,检测片盒内晶圆状态。由于检测单元的质量轻,运动控制灵活,检测装置移动扫描方式已逐步成为全自动半导体设备主要采用的结构,其结构如图1所示,主要由固定支架、驱动单元、检测传感器、片盒内晶圆等组成。在晶圆传输前,为了保证片盒内的晶圆存放无重叠、斜插等情况出现,驱动单元带动检测传感器上下移动,对片盒内的晶圆进行扫描检测,检测完成后将片盒内晶圆所处的位置、片盒槽内晶圆有无、晶圆存放是否存在双片等现象进行检测,检测完成后,根据扫描结果判断是否可以进行晶片传输以及晶圆传输的具体状态。

图1 片盒固定检测装置上下移动扫描示意图

1 晶圆扫描方式的实现

在晶圆的自动传输前,驱动单元将带动检测传感器进行自下而上的扫描,在扫描过程中,传感器会根据片盒相应槽内晶圆的状态产生检测信号,并将检测到的信号传输到控制系统,进行计算分析,得出晶片在片盒内的存放状态。

传感器在晶圆的上下扫描过程中,当检测到有晶圆时,会产生脉冲信号,如图2所示。

图2 检测信号脉冲波动示意

在检测过程中,根据电机运行速度,片盒内槽间距以及晶圆的厚度,从最下面的一片开始检测,脉冲数从检测到第一片开始计算,我们得出25片晶圆(半导体标准片盒为25片)的检测理论数据如表1所示。

2 晶圆检测算法的实现

在晶圆扫描过程中,采用标准片盒,片盒内有25个卡槽,自下而上分别为K1到K25,在一定的速度和加速度条件下,检测传感器进行上下移动,每两个卡槽之间的运动时间为1 000 ms,正常状态下,每个卡槽内存在一个晶圆,每个晶圆的厚度扫描为135 ms,示意如图4所示。

图3 检测信号提取分析流程

3 实验验证

在检测过程中,根据电机运行速度,片盒内槽间距以及晶圆的厚度,从最下面的一片开始检测,脉冲数从检测到第一片开始计算,我们得出相邻两次脉冲的时间间隔以及每次脉冲持续的时间,在根据时间检测过程中的脉冲数据进行分析,其分析流程如图3所示。

通过开始和结束的时间差,除以标准间隔时间135 ms,取整,若为1则卡槽内晶圆数量为1,若为2,则晶圆数量为2,其数据分析结果如表4。

系统通过对两次脉冲的时间间隔、每次脉冲的持续时间等对脉冲信号进行分析,确定晶圆在卡槽内的有无和是否有双片存在。

图4 晶圆卡槽位置示意图

表1 单片晶圆脉冲检测理论数据表

片槽序号晶片数量/片K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 K11 K12 K13 K14 K15 K16 K17 K18 K19 K20 K21 K22 K23 K24 K25脉冲开始时间(T1i)/ms 0 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 7 000 8 000 9 000 10 000 11 000 12 000 13 000 14 000 15 000 16 000 17 000 18 000 19 000 20 000 21 000 22 000 23 000 24 000脉冲结束时间/ms 135 1 135 2 135 3 135 4 135 5 135 6 135 7 135 8 135 9 135 10 135 11 135 12 135 13 135 14 135 15 135 16 135 17 135 18 135 19 135 20 135 21 135 22 135 23 135 24 135脉冲间隔时间(T2i)/ms 135 135 135 135 135 135 135 135 135 135 135 135 135 135 135 135 135 135 135 135 135 135 135 135 135 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

在实际测试中所读取到的脉冲开始位置和结束位置见表2所示。

间隔时间:ΔT1=T1i+1-T1i

印尼语和华语在各个时期的法律地位有所不同,但两者却有一定的关系并相互影响。殖民时期,印尼语和华语具有一定的共同性,但两者来源和作用存在差异性。马来语作为印尼语前身是荷印殖民时期多民族商务中所使用的通用语,而华语是华侨及土生华人的民族共同语。印尼语是各民族团结争取独立的交流工具,而华语主要是具有教育和族内交流功能。

数据进行分析,对比理论扫描数据,并充分考虑运动过程中的误差及干扰,确定晶片所在位置及晶片存放状态。首先经过对15组脉冲开始数据进行分析,确定存在晶圆的片盒内卡槽位置,其分析方法为,

表2 单片晶圆脉冲实测数据表

数据编号1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 11 12 13 14 15脉冲开始时间(T1i)/ms 2 481 4 498 6 525 7 522 8 516 10 528 12 545 13 554 14 543 17 582 18 573 20 593 21 595 23 617 24 611脉冲结束时间(T2i)/ms 2 617 4 807 6 660 7 657 8 654 10 664 12 854 13 843 14 678 17 713 18 712 20 901 21 735 23 748 24 748

用相邻的两组数据相减,得出的间隔数除以1 000,取整,从第一个卡槽开始计算,按1 000的倍数确定晶圆所在位置,若为1,则相邻的卡槽内均有晶圆,若为2或3,则相隔1或2才存在晶圆,分析结果如见表3。

当检测到有空槽和双片时,系统报警并停机检查,重新装片,确保每个片盒内无空槽且无双片,确保后续的晶圆自动传输准确无误。

表3 晶片有无检测结果数据分析表

数据编号 取整 卡槽号 晶片有无脉冲开始数据(T1i)/ms 2 481 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 11 12 13 14 15 4 498 6 525 7 522 8 516 1 0528 12 545 13 554 14 543 17 582 18 573 20 593 21 595 23 617 24 611两次脉冲间隔(T2i)/ms 2 418 2 017 2 027 997 994 994 2 017 2 017 989 3 039 991 991 1 002 2 022 994 0 0 2 0 2 0 1 1 1 0 2 0 2 1 3 0 0 1 1 0 1 2 0 1 0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 K11 K12 K13 K14 K15 K16 K17 K18 K19 K20 K21 K22 K23 K24 K25无无有无有无有有有无有无有有有无无有有无有有无有有

再根据每次脉冲的间隔时间,确定存在晶圆在卡槽内的存放状态,即通过脉冲起始和结束的间隔时间,ΔT2=T2i-T1i

现如今的教育更为侧重于学生的综合能力提高以及科目相关的综合逻辑思维能力。正因为这样的教学培养重点和特殊性,素质教育等方面越来越重要,相应的教学手段也需要进行一定程度的改革,从而提高教学有效性和学生的学习效率、学习质量。在小学数学教学的过程中,积极培养学生的学习兴趣十分重要,在培养学生学习兴趣的同时也有效培养了学生的数学逻辑思维。借助数学游戏来开展相应的实际教学工作,对于教学有效性的提升有着极大程度的助益。

表4 晶片数量检测结果数据分析表

序号存在晶圆数量1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 11 12 13 14 15开始时间(T1i)/ms 2481 4498 6525 7522 8516 10528 12545 13554 14543 17582 18573 20593 21595 23617 24611结束时间(T1i)/ms 2617 4807 6660 7657 8654 10664 12854 13843 14678 17713 18712 20901 21735 23748 24748时间间隔(T2i)/ms 136 309 135 135 138 136 309 289 135 131 139 308 140 131 137 1 2 1 1 1 1 2 2 1 1 1 2 1 1 1

综合以上分析,其晶圆在卡槽内的状态见表5。

对两种诊断方式的整体诊断准确率进行对比,主要包括对膨出、凸出、影出、结节等的判断,并结合手术治疗结果判断诊断准确率。其中CT诊断的准确人数为55例,诊断准确率为85.94%,磁共振成像诊断的准确人数为61例,诊断准确率为95.31%,磁共振成像的诊断准确率明显优于CT诊断,差异具有统计学意义(P<0.05)。

表5 晶片检测结果汇总表

4 结 论

在晶圆传输的过程中,影响设备稳定性及可靠性的因素很多,晶圆在片盒内卡槽的状态除了空片、双片以外,还会出现倾斜插放的情况,解决这类问题,则需要改变检测传感器位置及增加检测传感器数量,此文不再详细论述。

参考文献

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Characteristics of Ship Domain in Typical Inland Waters

李燕玲,刘洋
《电子工业专用设备》2018年第02期文献

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