CN101769721A - 光学测量设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光学测量设备，用于测量至少一个待测件的厚度，此光学测量设备包括基座、光学测量模块、转动件及控制模块。光学测量模块及转动件均配置于基座上。转动件用于承载待测件并带动待测件转动。控制模块配置于基座上且电性连接至光学测量模块及转动件。控制模块适于控制光学测量模块与转动件相对移动，使光学测量模块对准待测件，并控制转动件转动，以测量待测件的厚度。上述光学测量设备可提高测量精准度及效率。

Description

光学测量设备

技术领域

本发明涉及一种测量设备，且特别是有关于一种非接触式的光学测量设备。

背景技术

发光二极管(light-emitting diode，LED)晶圆的加工过程是先用石蜡将晶圆固持在陶瓷载盘上，接着再对上述晶圆进行研磨和抛光工艺，以使晶圆的厚度符合需求。通常，每一个陶瓷载盘上可以放置8至10片2寸晶圆或是放置3片4寸晶圆。在上述的上蜡、研磨及抛光制程，均要对每一晶圆厚度进行测量。

图1是公知技术中利用测量仪器测量晶圆厚度的示意图。请参照图1，公知技术是使用电子式表头或千分仪等测量仪器100来测量晶圆108的厚度。测量仪器100包括旋钮102、接触式测量件104及显示面板106。测试过程中，利用人工将104工件向上拉高，放开后104向下掉落于待测物上方，接触晶圆108，利用高度差来测定厚度，此时显示面板106会显示出所测到的厚度。然后，再由人工记录所测得的厚度。

上述公知测量仪器100存在如下缺陷：首先，在测量过程中，需接触晶圆108表面。由于接触的力道不易控制，容易敲击薄化后的晶圆108，导致晶圆108受损或破片。此外，为确保晶圆108的厚度均匀性，对于每一片2寸晶圆需取晶圆上的5个点进行测量，而对于每一片4寸晶圆需取晶圆上的9个点进行测量。由于每一陶瓷载盘上可以放置8至10片2寸晶圆或者3片4寸晶圆，所以每一陶瓷盘需测量的次数高达数十次。由于人工测量速度慢且不连续，导致测量效率差，进而降低产能。

发明内容

本发明提供一种光学测量设备，以提高测量效率并避免待测件受损。

本发明提出一种光学测量设备，其用于测量至少一个待测件的厚度。此光学测量设备包括基座、光学测量模块、转动件及控制模块。光学测量模块及转动件均配置于基座上。转动件用于承载待测件并带动待测件转动。控制模块配置于基座上且电性连接至光学测量模块及转动件。控制模块适于控制光学测量模块与转动件相对移动，使光学测量模块对准待测件，并控制转动件转动，以测量待测件的厚度。

在本发明的一实施例中，上述的光学测量模块包括可动式支架及光学测量件。此可动式支架配置于基座上，光学测量件配置于可动式支架上，而可动式支架适于将光学测量件移动至待测件上方。

在本发明的一实施例中，上述的光学测量模块包括有固定式支架及光学测量件。固定式支架配置于基座上，光学测量件配置于固定式支架上，而转动件更适于移动，以将待测件移至光学测量件下方。此外，光学测量件包括一个激光测量头。

在本发明的一实施例中，上述的光学测量模块包括第一固定式支架、第一光学测量件、第二固定式支架及第二光学测量件。第一固定式支架配置于基座上，而第一光学测量件配置于第一固定式支架上。第二固定式支架配置于基座上，而第二光学测量件配置于第二固定式支架上。第一光学测量件与第二光学测量件相对，而转动件更适于移动，以将待测件移至第一光学测量件与第二光学测量件之间。此外，上述的第一光学测量件及第二光学测量件例如分别包括一个激光测量头。

在本发明的一实施例中，上述的转动件包括转盘和转轴，其中转盘用以放置待测件，转轴的一端枢接于基座，另一端连接转盘，且转轴适于移动及转动。

在本发明的一实施例中，上述的光学测量设备更包括一个载盘。此载盘适于配置于转动件上，并设有多个容置孔，每一容置孔用以容置一个待测件。

在本发明的一实施例中，上述的转动件更适于移动，以调整转动件的一承载面与基座之间的距离。

在本发明的一实施例中，上述的转动件包括转盘和转轴，其中转盘用以放置待测件，转轴的一端枢接于基座，另一端连接转盘。

在本发明的一实施例中，上述的光学测量设备更包括一个载盘，适于配置于转动件上，用以承载多个待测件。

在本发明的一实施例中，上述的载盘为陶瓷盘。

在本发明的一实施例中，上述的光学测量设备更包括自动取放装置。此自动取放装置包括置物架、第一机械手臂及第二机械手臂。置物架配置于转动件旁，且置物架具有沿一个预定方向排列的多个置物层。每一置物层用于放置待测件。此置物架适于沿上述预定方向来回移动，以使这些置物层其中之一移动至位于转动件旁的一个预设位置。第一机械手臂配置于置物架旁，且第一机械手臂适于将位于上述预设位置的置物层上的待测件移动至转动件。第二机械手臂配置于置物架旁，且第二机械手臂适于将位于转动件上的待测件移动至位于预设位置的置物层上。

在本发明的一实施例中，上述的控制模块包括操作板、控制电路及显示装置。控制电路电性连接至操作板、转动件及光学测量模块，且控制电路适于控制转动件及光学测量模块运作，以测量并记录待测件的厚度。显示装置电性连接至控制电路，以显示待测件的厚度。

本发明的光学测量设备因使用控制模块控制光学测量模块测量待测件的厚度，且控制模块可自动记录测量出的厚度，所以能有效提升测量效率。此外，由于测量厚度的方式是采用非接触式的方式，所以能避免待测物在测量的过程中受损。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是公知技术中利用测量仪器测量晶圆厚度的示意图；

图2是本发明一实施例的光学测量设备的示意图；

图3是本发明一实施例的光学测量设备的载盘的示意图；

图4绘示为本发明另一实施例的光学测量设备的示意图；

图5是从图4中方向A观看的自动取放装置与转动件的侧视示意图；

图6绘示为本发明又一实施例的光学测量设备的示意图；

图7是本发明另一实施例的光学测量设备的载盘的示意图。

其中，附图标记

100：电子测量仪器        102：旋钮

104：接触式测量件            106：显示面板

108：待测晶圆                200、200’、200”：光学测量设备

210：基座                    211：承载面

220、220”：光学测量模块     221：支架

222：光学测量件              223：第一固定式支架

224：第一光学测量件          225：第二固定式支架

226：第二光学测量件          230：转动件

231：承载面                  232：转盘

234：转轴                    240：控制模块

241：操作板                  242：显示装置

250：自动取放装置            251：置物架

252：置物层                  253：第一机械手臂

254：第二机械手臂            260、260”：载盘

261：贯孔                    300：待测件

302：待测件的底面            A：方向

D：预定方向

具体实施方式

图2是本发明一实施例的光学测量设备的示意图。请参照图2，本实施例的光学测量设备200适于用来测量至少一个待测件300的厚度。此光学测量设备200包括基座210、光学测量模块220、转动件230及控制模块240，光学测量模块220及转动件230均配置于基座210上。转动件230用于承载待测件300并带动待测件300转动，而控制模块240配置于基座210上且电性连接至光学测量模块220及转动件230。控制模块240适于控制光学测量模块220与转动件230相对移动，使光学测量模块220对准待测件300，并控制转动件230转动，以测量待测件300的厚度。

上述的光学测量设备200中，基座210具有一个平台，而光学测量模块220、转动件230及控制模块240是设置于此平台的承载面211上。

光学测量模块220例如包括支架221及光学测量件222，其中支架221配置于基座210上，而光学测量件222配置于支架221上。在本实施例中，光学测量件222可为激光测量头。支架221例如是可动式支架，其适于将光学测量件222移动至转动件230所承载的待测件300上方。控制模块240控制支架221移动，以将光学测量件222移动至转动件230所承载的待测件300上方，使光学测量模块220对准待测件300。而且，控制模块240还可控制转动件230转动，以利测量待测件300的多个位置的厚度。

在另一实施例中，支架221还可为固定式支架，而转动件230可移动。测量时，控制模块240控制转动件230移动至光学测量模块220下方，使光学测量模块220的光学测量件222对准待测件300，并控制转动件230转动，以利测量待测件300的多个位置的厚度。

上述的转动件230例如包括转盘232和转轴234，其中转盘232用以放置待测件300，转轴234的一端枢接于基座210，另一端连接转盘232。转轴234适于转动以带动转盘232转动。此外，在一实施例中，转轴234可沿平行于基座210的承载面211的方向微幅移动，以调整待测件300与光学测量件222之间的相对位置。另外，在一实施例中，转轴234可朝远离或接近基座210的承载面211的方向移动(即沿图2的上下方向移动)，以调整转动件230的一承载面231与基座210之间的距离，进而使待测件300与光学测量件222之间保持适当的距离。

上述的控制模块240例如包括操作板241、控制电路(未绘示)及显示装置242。控制电路电性连接至操作板241、转动件230及光学测量模块220，且控制电路适于控制转动件230及光学测量模块220运作，以测量并记录待测件300的厚度。操作板241为用户操作界面，其可设有操作键。测量人员可通过操作板241控制控制模块240进行测量工作。显示装置242可显示所测量出的待测件300的厚度。

使用本实施例的光学测量设备200来测量待测件300的厚度时，只需将待测件300放置于转动件230上，然后透过操作板241启动控制模块240进行测量工作。接着，控制模块240就会自行控制光学测量模块220对准待测件300，并控制光学测量件222测量待测件300的厚度。此外，控制模块240会自动记录所测得的待测件300的厚度，且显示装置242会显示所测得的待测件300的厚度。

本实施例的光学测量设备200因使用控制模块240控制光学测量模块220测量待测件300的厚度，且控制模块240可自动记录所测得的厚度，所以能有效提升测量效率。此外，由于测量厚度的方式是采用非接触式的方式，所以能避免待测物300在测量的过程中受损。另外，测量时，控制模块240可控制转动件230转动，以使光学测量件222能随着待测件300的转动而连续测量待测件300的不同位置的厚度。而且，因为转动件230与光学测量件222之间的相对位置可以微调，所以能测量待测件300的任一位置的厚度。

值得一提的是，为了进一步提升测量效率，光学测量设备200可进一步包括一个载盘260(如图3所示)，此载盘260设于转动件230上，且可用以承载一个或多个待测件300。当转动件230带动载盘260转动时，光学测量设备200可测量载盘260上的这些待测件300的厚度，所以能大幅提升测量效率。

图4绘示为本发明另一实施例的光学测量设备的示意图，而图5是从图4中方向A观看的自动取放装置与转动件的示意图。请参照图4与图5，本实施例的光学测量设备200’与图2的光学测量设备200的主要区别在于光学测量设备200’更包括自动取放装置250。此自动取放装置250是用以将多个待测件300依序放至转动件230上。

此自动取放装置250包括置物架251、第一机械手臂253及第二机械手臂254。置物架251配置于转动件230旁，且置物架251具有沿一个预定方向D(如图4中上下方向)排列的多个置物层252，而每一置物层252用于放置一个待测件300。此置物架251适于沿上述预定方向D来回移动，以使这些置物层252其中之一移动至位于转动件230旁的一个预设位置。位于预设位置的置物层252大约是与转动件230的转盘232位于同一高度。第一机械手臂253配置于置物架251旁，且第一机械手臂253适于将位于上述预设位置的置物层252上的待测件300移动至转动件230，以便对此置物层252上的待测件300进行测量。在图5中，第一机械手臂253例如是将位于预设位置的置物层252上的待测件300朝向左方移动至转动件230上。

此外，第二机械手臂254配置于置物架251旁，且第二机械手臂254适于将位于转动件230上的待测件300移动至位于预设位置的置物层252上。也就是说，当测量完后，第二机械手臂254可用于将位于转动件230上的待测件300向图5的右方移动至位于预设位置的置物层252上，以利进行下一个待测件300的测量。

在本实施例中，置物架251可沿预定方向D来回移动，以依序将每一置物层252移动至预设位置，而第一机械手臂253可用以将位于预设位置的置物层252上的待测件300移至转动件230上，且第二机械手臂254可用以将测量完后的待测件300移回位于预设位置的置物层252上。换言之，本实施例的光学测量设备200可自动测量完置物架251上的多个待测件300，所以能进一步提升测量效率。在本实施例中，分别使用第一机械手臂253与第二机械手臂254将待测件300移动至转动件230以及置物层252。但，本领域技术人员，可以理解在不同实施例中，亦可以使用其他传动机具或仅使用一机器手臂达到第一机械手臂253与第二机械手臂254的功能。

需注意的是，在另一实施例中，上述的每一置物层252可用以放置图3所示的载盘260，而每一载盘260上可承载一个或多个待测件300。第一机械手臂253则用以将位于预设位置的置物层252上的载盘260移至转动件230上，而第二机械手臂254则用以将转动件230上的载盘260移回位于预设位置的置物层252上。

图6绘示为本发明又一实施例的光学测量设备的示意图。请参照图6，本实施例的光学测量设备200”与图2的光学测量设备200的主要区别在于光学测量模块的结构不同。

光学测量设备200”的光学测量模块220”例如包括第一固定式支架223、第一光学测量件224、第二固定式支架225及第二光学测量件226。第一固定式支架223配置于基座210上，第一光学测量件224配置于第一固定式支架223上。第二固定式支架225配置于基座210上，第二光学测量件226配置于第二固定式支架225上，且第一光学测量件224与第二光学测量件226相对。此外，转动件230除了能转动外还能移动，以将待测件300移至第一光学测量件224与第二光学测量件226之间。在本实施例中，第一光学测量件224及第二光学测量件226例如分别包括一个激光测量头。

本实施例中，用于承载待测件300的承载面231的面积例如是小于待测件300的底面302的面积，以使部分待测件300能位于转盘232外，进而让第一光学测量件224与第二光学测量件226都能测量到待测件300的厚度。

本实施例的光学测量设备200”除了与图2的光学测量设备200具有相似的优点外，光学测量设备200”因具有两个光学测量件(即第一光学测量件224与第二光学测量件226)，所以能更精确地测出待测件300的厚度。而且，即使待测件300有翘曲的情形，本实施例的光学测量设备200”仍可精确测出待测件300的厚度。

值得一提的是，为了进一步提升测量效率，光学测量设备200”可进一步包括一个载盘260”(如图7所示)。此载盘260”设于转动件230上，且可用以承载一个或多个待测件300。转盘260”具有多个贯孔261，每一待测件300(图7未绘示)例如是放置于一个贯孔261处，以使第一光学测量件224能通过贯孔261而测量待测件300的厚度。此外，前述实施例所述的自动取放装置250亦可应用于本实施例的光学测量设备200”，以提升测量效率。

综上所述，本发明的光学测量设备至少具有下列优点：

1.本发明的光学测量设备中，因控制模块可控制光学测量模块及转动件运作，以进行测量工作，且可自动记录测得的数据，所以能有效提升测量精准度及测量效率。

2.由于本发明的测量模块是采用非接触的测量方式，所以能避免公知采用接触式测量的方式容易损坏待测件的风险。

3.在一实施例中，增设自动取放装置可进一步提升测量效率。

4.在一实施例中，使用载盘来承载多个待测件可进一步提升测量效率。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (16)

1.一种光学测量设备，用于测量至少一待测件的厚度，其特征在于，该光学测量设备包括：

一基座；

一光学测量模块，配置于该基座上；

一转动件，配置于该基座上，该转动件用于承载该待测件，并带动该待测件转动；以及

一控制模块，配置于该基座上，且电性连接至该光学测量模块及该转动件，该控制模块适于控制该光学测量模块与该转动件相对移动，使该光学测量模块对准该待测件，并控制该转动件转动，以测量该待测件的该厚度。

2.根据权利要求1所述的光学测量设备，其特征在于，该光学测量模块包括：

一可动式支架，配置于该基座上；以及

一光学测量件，配置于该可动式支架上，而该可动式支架适于将该光学测量件移动至该待测件上方。

3.根据权利要求2所述的光学测量设备，其特征在于，该光学测量件包括一激光测量头。

4.根据权利要求1所述的光学测量设备，其特征在于，该光学测量模块包括：

一固定式支架，配置于该基座上；以及

一光学测量件，配置于该固定式支架上，而该转动件更适于移动，以将该待测件移至该光学测量件下方。

5.根据权利要求4所述的光学测量设备，其特征在于，该光学测量件包括一激光测量头。

6.根据权利要求1所述的光学测量设备，其特征在于，该光学测量模块包括：

一第一固定式支架，配置于该基座上；

一第一光学测量件，配置于该第一固定式支架上；

一第二固定式支架，配置于该基座上；以及

一第二光学测量件，配置于该第二固定式支架上，且该第一光学测量件与该第二光学测量件相对，而该转动件更适于移动，以将该待测件移至该第一光学测量件与该第二光学测量件之间。

7.根据权利要求6所述的光学测量设备，其特征在于，该第一光学测量件及第二光学测量件分别包括一激光测量头。

8.根据权利要求6所述的光学测量设备，其特征在于，该转动件包括：

一转盘，用以放置该待测件；以及

一转轴，一端枢接于该基座，另一端连接该转盘，且该转轴适于移动及转动。

9.根据权利要求6所述的光学测量设备，其特征在于，更包括：

一载盘，适于配置于该转动件上，该载盘设有多个容置孔，每一容置孔用以容置该待测件。

10.根据权利要求9所述的光学测量设备，其特征在于，该载盘为一陶瓷盘。

11.根据权利要求1所述的光学测量设备，其特征在于，该转动件更适于移动，以调整该转动件的一承载面与该基座之间的距离。

12.根据权利要求1所述的光学测量设备，其特征在于，该转动件包括：

一转盘，用以放置该待测件；以及

一转轴，一端枢接于该基座，另一端连接该转盘。

13.根据权利要求1所述的光学测量设备，其特征在于，更包括：

一载盘，适于配置于该转动件上，而该载盘用以承载多个该待测件。

14.根据权利要求13所述的光学测量设备，其特征在于，该载盘为一陶瓷盘。

15.根据权利要求1所述的光学测量设备，其特征在于，更包括一自动取放装置，该自动取放装置包括：

一置物架，配置于该转动件旁，该置物架具有沿一预定方向排列的多个置物层，每一置物层用于放置该待测件，该置物架适于沿该预定方向来回移动，以使这些置物层其中之一移动至位于该转动件旁的一预设位置；

一第一机械手臂，配置于该置物架旁，该第一机械手臂适于将位于该预设位置的该置物层上的该待测件移动至该转动件；以及

一第二机械手臂，配置于该置物架旁，该第二机械手臂适于将位于该转动件上的该待测件移动至位于该预设位置的该置物层上。

16.根据权利要求1所述的光学测量设备，其特征在于，该控制模块包括：

一操作板；

一控制电路，电性连接至该操作板、该转动件及该光学测量模块，该控制电路适于控制该转动件及该光学测量模块运作，以测量并记录该待测件的该厚度；以及

一显示装置，电性连接至该控制电路，以显示该待测件的该厚度。

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