CN102141596A - 能控制点测压力的点测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能控制点测压力的点测系统，该系统包括一摆臂、一感测元件、一升降电机及一控制单元，其中摆臂上设有一点测针；升降电机上设有一承载盘，以承载一待测物，使待测物能通过该承载盘的升降，而在点测针的下方进行上下移动；感测元件能检测该摆臂的变形量，且产生对应于该变形量的感测数值；控制单元分别与感测元件及该升降电机相连接，控制单元驱动升降电机，使升降电机推动该承载盘上升，以令待测物接触到该点测针，控制单元中预设有一门槛值，当控制单元判断该感测数值达到门槛值时，即对升降电机送出一停止信号，使升降电机停止升高该承载盘，以避免该待测物的表面受到点测针过度压迫，有效防止该待测物的表面被压迫损坏。

Description

能控制点测压力的点测系统

技术领域

本发明是关于一种能控制点测压力的点测系统，主要是利用一感测元件检测一摆臂的变形量，并产生一对应的感测数值，当该感测数值达到一门槛值时，该点测系统即停止推升待测物，以避免该待测物受到一点测针的下压力量超出其荷重容忍范围。

背景技术

在半导体产业中，所谓晶圆是指制作硅半导体集成电路所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故将其通称为晶圆。晶圆的材质为硅，晶圆的主要制作方式，是先以还原等处理程序，从地壳表面的砂石(含有二氧化硅)中萃取得到粗晶体后，再利用纯化处理，制作出纯化多晶硅的硅晶棒，再经过研磨、抛光、切片后，即可制作出晶圆。由于整片晶圆是单一完整的晶体，故又称为单晶体。根据相关统计数据显示，半导体产业的晶圆总出货面积预估从2009年的70亿平方英尺增加至2010年的82亿平方英尺，年成长率估计可达17.4％，其成长趋势由此可见一斑。

晶圆包括有IC晶圆、LED晶圆等种类，在本发明说明书中，将LED晶圆统称为晶圆，合先陈明。制造厂商为确保晶圆的出厂品质，一般会在制作出晶圆后，以一点测装置对晶圆进行检测，主要的方式是使电流通过晶圆上的LED晶粒，并测量该LED晶粒所发出的光线特性(如：波长、发光强度、颜色等)，以确认晶圆的品质。

承上，以下兹针对现有的点测装置的结构及缺点，进行说明。请参阅图1所示，点测装置1主要是由一座体11、一摆臂12及一点测针13所组成，在图1中，该座体11的左端上表面凸设有一第一导电接点111，此外，该座体11的左端顶部固定有一弹簧112，亦即，该弹簧112的上端固定在该座体11上。此外，该摆臂12的右端枢接在该座体11上，使该摆臂12可沿其枢接位置上下摆动，且该摆臂12的右端与该座体11形成电气连接。另一方面，该点测针13通过一夹针座14，装设于该摆臂12的左端上，该摆臂12的左端底侧凸设有一第二导电接点120，随着该摆臂12的摆动，该第一、第二导电接点111、120即能相互分离或相互接触。由于该摆臂12的顶侧受到该弹簧112的抵压，故该第一、第二导电接点111、120将保持在互相接触状态，当该点测针13抵压在待测晶圆15时，该点测针13即被反作用力向上推动，使该摆臂12克服该弹簧112的弹力，并向上移动，此时，该第一、第二导电接点111、120即相互分离，使电流通过该座体11、摆臂12、该夹针座14及该点测针13，并传送至晶圆15上的LED晶粒，使得该LED晶粒因接收到电流而发光，其后，该晶圆15上方的积分球(integrating sphere)16接收晶圆15上的光线，经过测量计算后确认该晶圆15的品质。

在上述现有的点测装置1中，该点测针13对该晶圆15的下压力量必须受到精准的控制，以避免晶圆15被该点测针13压损，由于点测装置1利用该弹簧112的弹力，来决定该点测针13对该晶圆15的下压力量，一般业者是通过调整该弹簧112的松紧程度，以控制该点测针13的下压力量，然而，此一调校工作是以人工方式完成，因此，常会因人为误差的缘故，导致该点测针13的下压力量超出晶圆15的荷重容忍范围，造成该晶圆15的表面损坏，非常不理想。检测的目的本来是在于确认晶圆15的品质，却反倒在检测的过程中，造成更多不良产品，不仅大幅降低检测的准确度，更大幅增加晶圆的生产成本，对制造厂商相当不利。

因此，如何改善现有点测装置，设计出能精准控制下压力量的点测系统，以避免晶圆在检测的过程中损坏，并据以提升检测的准确性，即为本发明在此欲探讨的一重要课题。

发明内容

有鉴于现有点测装置的诸多问题，发明人经过长久努力研究与实验，终于开发设计出本发明的能控制点测压力的点测系统，期能精准控制点测系统对待测物的下压力量，避免待测物受力超出其荷重容忍范围，并提高点测系统的检测准确性。

本发明的一目的，是提供一种能控制点测压力的点测系统，包括一摆臂、一感测元件、一升降电机及一控制单元，其中该摆臂的一端装设有一夹针座，且该夹针座上夹持固定有一点测针；该升降电机上设有一承载盘，该承载盘用以承载一待测物，使该待测物能通过该承载盘的升降，而在该点测针的下方进行上下移动，以便该点测针能在接触到该待测物时，对该待测物进行检测；该感测元件能检测该摆臂的变形量，且产生对应于该变形量的感测数值；该控制单元分别与该感测元件及该升降电机相连接，该控制单元驱动该升降电机，使该升降电机推动该承载盘上升，以令该待测物接触到该点测针，此外，该控制单元中预设有一门槛值，且能自该感测元件接收该感测数值，当该控制单元判断该感测数值达到该门槛值时，该控制单元即对该升降电机送出一停止信号，使该升降电机停止升高该承载盘，以避免该待测物的表面受到该点测针过度压迫，有效防止该待测物的表面被压迫损坏。通过本发明的技术特征，检测人员即可根据该待测物的荷重特性，预先在该控制单元中设定该门槛值，使该升降电机能于该感测数值达到该门槛值时，停止推升该待测物，以避免该点测针对该待测物的下压力量超出该待测物的荷重容忍范围，如此，不仅能避免待测物损坏，更能大幅提升该点测系统的检测灵敏度及准确度。

本发明的另一目的，是当该感测数值达到该门槛值的一定比例时，该控制单元即对该升降电机送出一减速信号，使该升降电机降低推动该承载盘的速率，以保护该待测物不受损坏。

附图说明

图1是现有点测装置的示意图；

图2是本发明的第一较佳实施例的示意图；

图3是本发明的第一较佳实施例的另一示意图；及

图4是本发明的第二较佳实施例的示意图。

附图标号：

点测系统      ………    2

摆臂          ………    20

夹针座        ………    200

点测针        ………    201

感测元件      ………    21、41

升降电机      ………    22

承载盘        ………    220

待测物        ………    221

控制单元      ………    23

摄影机        ………    410

影像分析装置  ………    411

具体实施方式

为便贵审查委员能对本发明的目的、结构及其功效，做更进一步的认识与了解，兹举实施例配合图式，详细说明如下：

发明人在长期从事晶圆检测仪器的研发中，发现现有的点测装置是以人工的方式调整弹簧，以设定晶圆于检测中所受的荷重，然而，却常因为人为误差或疏失等原因，导致许多晶圆在检测中被点测针压损。目前虽有部分业者投入研发，欲寻求上述问题的改善方案，但尚未寻找到完善的解决方案。有鉴于此，发明人乃思及以一感测元件检测摆臂的变形量，并以设定门槛值的方式，以达成调整荷重的效果。

本发明是一种能控制点测压力的点测系统，在本发明的第一较佳实施例中，请参阅图2所示，该点测系统2包括一摆臂20、一感测元件21、一升降电机22及一控制单元23，其中该摆臂20的一端装设有一夹针座200，且该夹针座200上夹持固定有一点测针201。另外，该升降电机22上设有一承载盘220，该承载盘220用以承载一待测物221，在本较佳实施例中，该待测物221为一晶圆。该升降电机22可推动升降该承载盘220，使该待测物221能通过该承载盘220的升降，而在该点测针201的下方进行上下移动。在第一较佳实施例中，该感测元件21是一应变规(Strain Gage)，其是利用金属导线的电阻值的变化，来量测一物体的应变量，主要原理是由于电阻值与金属导线的长度成正比，故当一物体被拉伸或弯折变形时，该长度变化将使应变规的电阻值发生相对应的变化，藉此即可量测物体的变形量(应变量)。因此，该感测元件21能检测该摆臂20的变形量，且产生对应于该变形量的感测数值(电阻值)。需特别一提的是，该感测元件21并不限为应变规，制造厂商亦得以一光学应变计(Optical Strain Gage)，作为该感测元件21，以检测该摆臂20的变形量。或者，制造厂商亦可使用其他测量装置，其是通过物体的变形量，产生相对应的电容、电感或电阻变化，使该测量装置能根据上述变化发出一信号，以作为该感测数值，同样能达成上述检测摆臂20变形量的效果。此外，在第一较佳实施例中是以一计算机作为该控制单元23，但本发明并不以此为限，制造厂商在根据本发明所揭露的内容，设计制造点测系统2时，亦可以一控制电路作为该控制单元23，同样能达成相同的效果，凡本技术领域技术人员所能轻易联想的变化，均应属本案所欲保护的范围。

承上，复请参阅图2所示，该控制单元23分别与该感测元件21及该升降电机22相连接，当检测人员欲以该点测系统2检测该待测物221时，即可通过操作该控制单元23，驱动该升降电机22，使该升降电机22推动该承载盘220上升，如此，该待测物221即可逐渐接近该点测针201。请参阅图3所示，当该待测物221接触到该点测针201，且该升降电机22继续推动该承载盘220上升时，该待测物221所受到的荷重即随之增大，同时，该摆臂20也因为受到该待测物221(该承载盘220)的向上推挤力，逐渐发生弯曲变形。需特别一提的是，为便审查委员了解本发明的技术特征，故在图3中以较为夸张的方式描绘该摆臂20的弯曲变形，实际上该摆臂20的弯曲变形量相当小，并不容易以肉眼辨识，但由于应变规等类型的感测元件21十分灵敏，故仍可以精确地检测到该摆臂20的变形量，并产生相对应的感测数值。

在上述较佳实施例中，请参阅图3所示，该控制单元23自该感测元件21接收该感测数值，且该控制单元23中预设有一门槛值，该门槛值一般是由检测人员预先根据该待测物的性质，在经过缜密计算后所设定的。又，当该摆臂20持续受力发生变形时，该感测元件21即不断地产生相对应的感测数值，使该控制单元23不断地接收到新的感测数值。当该控制单元23判断该感测数值达到该门槛值时，该控制单元23即对该升降电机22送出一停止信号，使该升降电机22停止升高该承载盘220，此时，该待测物221表面受到的荷重便不再增加，以避免该待测物221的表面受到该点测针201过度压迫，有效防止该待测物221的表面被压迫损坏。

通过上述较佳实施例的技术特征，检测人员即可根据该待测物221的荷重特性，例如：根据该待测物221的荷重容忍范围，预先在该控制单元23中设定该门槛值，使该升降电机22能于该感测数值达到该门槛值时，停止推升该待测物221，以避免该点测针201对该待测物221的下压力量超出该待测物221的荷重容忍范围，如此，不仅能避免待测物221损坏，更能大幅提升该点测系统2的检测灵敏度及准确度。

此外，在上述较佳实施例中，请参阅图3所示，为避免该升降电机22紧急停止时，该待测物221与该点测针201间发生瞬间推挤力，发明人乃思及一减速机制，当该控制单元23判断该感测数值达到该门槛值的一定比例(如：80％)时，该控制单元23即对该升降电机22送出一减速信号，使该升降电机22减少推动该承载盘220的速率，以保护该待测物221不受损坏。惟，本发明并不以此为限，上述比例并不限于80％，制造厂商或检测人员亦可根据实际检测需求，或根据待测物的特性，调整上述比例，例如：将比例调整为70％或90％，凡本技术领域技术人员所能轻易联想的变化，均应涵盖在本发明的权利范围中。

除了上述第一较佳实施例的技术特征外，在本发明的第二较佳实施例中，请参阅图4所示，主要是以一组非接触式影像测量仪作为感测元件41，以取代第一较佳实施例的应变规(感测元件21)。在本较佳实施例中，是选用英国艾美创公司(IMETRUM)所开发生产的非接触式影像测量仪，该感测元件41(非接触式影像测量仪)是由一摄影机410及一影像分析装置411所构成，至于其他元件均与上述第一较佳实施例相同，故于图4中继续沿用相同的元件编号，合先陈明。该摄影机410是用以拍摄该摆臂20，并将影像传送至该影像分析装置411。该影像分析装置411针对连续取得的影像，进行比对分析，当影像发生变化时，该影像分析装置411即可据此判断该摆臂20发生变形，且能由影像的变化情况，计算出该摆臂20的变形量，并产生相对应的感测数值，且将该感测数值传送至该控制单元23。如此，当该控制单元23判断该感测数值达到该门槛值时，即可对该升降电机22送出一停止信号，使该升降电机22停止升高该承载盘220，令该待测物221上的荷重停止增加，藉此保护该待测物221的表面。

需补充一提的是，除了以摄影机410及影像分析装置411测量该摆臂20的变形量外，制造厂商或检测人员亦可采用其他非接触式的测量方式，包括雷射测量及光栅测量等方式，来检测摆臂20的变形量，使本发明的点测系统2能达到防止荷重过大的效果。

以上所述，仅为本发明的若干较佳实施例，本发明的技术特征并不局限于此，凡本技术领域技术人员，在本发明的技术领域内，可轻易思及的变化或修饰，皆应涵盖在权利要求中。

Claims (6)

1.一种能控制点测压力的点测系统，其特征在于，所述的点测系统包括：

一摆臂，其一端装设有一夹针座，且所述夹针座上夹持固定有一点测针；

一升降电机，其上设有一承载盘，所述承载盘用以承载一待测物，使所述待测物能通过所述承载盘的升降，在所述点测针的下方进行上下移动；

一感测元件，其能检测所述摆臂的变形量，且产生对应于所述变形量的感测数值；及

一控制单元，分别与所述感测元件及所述升降电机相连接，所述控制单元中预设有一门槛值，且所述控制单元自所述感测元件取得所述感测数值，当所述控制单元判断所述感测数值达到所述门槛值时，所述控制单元即对所述升降电机送出一停止信号，使所述升降电机停止升高所述承载盘。

2.如权利要求1所述的能控制点测压力的点测系统，其特征在于，当所述控制单元判断所述感测数值达到所述门槛值的一定比例时，所述控制单元即对所述升降电机送出一减速信号，使所述升降电机降低推动所述承载盘的速率。

3.如权利要求2所述的能控制点测压力的点测系统，其特征在于，所述感测元件是一应变规。

4.如权利要求2所述的能控制点测压力的点测系统，其特在于，所述感测元件是一光学应变计。

5.如权利要求2所述的能控制点测压力的点测系统，其特征在于，所述感测元件是一非接触式影像测量仪。

6.如权利要求5所述的能控制点测压力的点测系统，其特征在于，所述感测元件是由一摄影机及一影像分析装置所构成。

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