CN104409376A - 晶圆检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种晶圆检测装置，其特征在于，包括：支架；裂缝检测装置；所述裂缝检测装置用于检测晶圆是否存在裂缝，所述裂缝检测装置可转动地设置在所述支架上。本发明中的晶片检测装置，运用裂缝检测装置检测晶圆上是否存在裂缝，操作简单、方便，测量的准确度高。本发明中的晶圆检测装置的自动化程度和检测效率高，适应现代化生产。

Description

晶圆检测装置
技术领域
本发明涉及一种晶圆检测装置，特别涉及一种用于检测晶圆裂纹的晶圆检测装置。
背景技术
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅芯片，由于其形状为圆形，故称为晶圆。晶圆是生产集成电路所用的载体，一般意义晶圆多指单晶硅圆片。晶圆是最常用的半导体材料，按其直径分为4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等规格，近来发展出12英寸甚至研发更大规格(14英寸、15英寸、16英寸、……20英寸以上等)。晶圆越大，同一圆片上可生产的芯片就越多，可降低成本；但对材料技术和生产技术的要求更高，例如均匀度等等的问题。
晶圆的质量的高低，直接影响生产。若晶圆上存在裂缝，将会严重影响晶圆的质量。存在裂缝的晶圆无法使用，如果加工存在裂缝的晶圆，则不仅造成人力、材料的浪费，还有可能会损坏加工设备。因此，在对晶圆加工之前或者加工过程中，对晶圆是否存在裂缝进行检测非常有必要。但现有技术中，没有可以检测晶圆是否存在裂缝的检测装置，容易造成人力、材料的浪费，还存在损坏加工设备的危险。依靠人工肉眼检测，不仅效率低、劳动强度大，而且准确性差，易漏检。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种用于检测晶片裂缝的晶片检测装置。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
晶圆检测装置，其特征在于，包括：
支架；
裂缝检测装置；所述裂缝检测装置用于检测晶圆是否存在裂缝，所述裂缝检测装置可转动地设置在所述支架上。
优选地是，还包括第一驱动装置；所述第一驱动装置驱动所述裂缝检测装置转动或通过第一传动装置驱动所述裂缝检测装置转动。
优选地是，所述传动装置包括传动带、传动链、传动带轮、传动轴、传动丝杆中的一种或任意几种组合。
优选地是，所述第一驱动装置为电机；所述电机设置于所述支架上；所述第一传动装置包括传动轴；所述传动轴可绕其中心轴线转动地设置在所述支架上；所述电机通过同步带驱动所述传动轴转动。
优选地是，还包括底座；所述裂缝检测装置安装在所述底座上；所述第一驱动装置通过驱动所述底座转动或通过第一传动装置驱动所述底座转动以驱动所述裂缝检测装置转动。
优选地是，还包括拨杆和至少一个第一位置检测装置；所述拨杆可转动地设置；所述拨杆一端位于所述底座的转动路线上，并可受底座推动而转动；所述拨杆转动过程中，另一端可移动至可被所述第一位置检测装置检测到的位置。
优选地是，还包括控制主机，所述第一位置检测装置检测到所述拨杆另一端时，向所述控制主机发送信号；所述控制主机控制所述第一驱动装置工作，并在接收到所述第一位置检测装置的检测信号后，使所述第一驱动装置停止工作。
优选地是，所述第一位置检测装置数目为两个，间隔设置；所述底座以不同的转向转动过程中，分别从所述拨杆两侧推动所述拨杆以不同的转向转动。
优选地是，所述拨杆为L型板；所述L型板包括长板和短板；所述长板可转动地安装在支架上；所述长板一端设置于所述底座的转动路线上，另一端安装短板；所述第一位置检测装置为第一槽型传感器，数目为两个，间隔设置；所述第一槽型传感器设有凹槽；所述凹槽的其中一个槽壁发射信号，与之相对的另一个槽壁接收信号；所述底座转动过程中，可分别从两侧推动所述长板沿不同的转向转动；所述长板转动时，带动所述短板移动；所述短板移动时，可移动至所述第一槽型传感器的凹槽内；所述第一槽型传感器根据所述短板是否位于所述凹槽内，发出不同的信号。
优选地是，还包括至少一个弹性复位装置；所述拨杆转动时，所述弹性复位装置变形产生弹性变形力；所述弹性变形力具有使所述拨杆复位的趋势。
优选地是，所述弹性复位装置为压缩弹簧或拉伸弹簧。
优选地是，所述裂缝检测装置角度可调地安装于所述支架上。
优选地是，所述裂缝检测装置通过底座安装于所述支架上；所述底座设置有插孔；所述裂缝检测装置设置有插杆；所述插杆插置于所述插孔内；所述裂缝检测装置通过连接板与所述底座连接；所述连接板上设置有通槽和多个通孔；所述通孔与所述通槽间隔设置；所述裂缝检测装置上设置有销子；所述销子可沿所述通槽移动地插置于所述通槽内；所述裂缝检测装置设置有一个安装孔；通过连接件穿过所述通孔与所述安装孔相配合，将所述连接板与所述裂缝检测装置连接；通过不同的通孔与所述安装孔相配合，调整所述裂缝检测装置的角度。
优选地是，所述底座上设置有多个第二位置检测装置；选择不同的通孔与所述安装孔相配合时，所述连接板端部位置不同；所述第二位置检测装置用于检测所述连接板端部的位置，当所述第二位置检测装置检测到所述连接板时，输送信号。
优选地是，所述第二位置检测装置为第二槽型传感器，数目为两个，间隔设置；所述第二槽型传感器设有凹槽；所述凹槽的其中一个槽壁发射信号，与之相对的另一个槽壁接收信号；所述连接板端部安装有凸板和槽板；所述凸板设置在所述连接板端部；所述槽板设置在所述凸板端部；不同的所述通孔与所述安装孔位置相对时，所述槽板插入不同的第二槽型传感器的凹槽内；所述第二槽型传感器根据槽板是否插入凹槽内，输出不同的信号。
优选地是，还包括横梁；所述支架可沿所述横梁移动地设置于所述横梁上，或者可升降地设置于横梁上；还包括第二驱动装置和第三驱动装置；所述第二驱动装置驱动所述支架沿所述横梁移动；所述第三驱动装置驱动所述支架升降。
优选地是，所述裂缝检测装置具有信号发射端和信号接收端；所述信号发射端朝晶圆发送信号，所述信号经晶圆反射后由所述信号接收端接收；在裂缝检测装置转动过程中，根据信号发射与接收的时间差是否存在变化判断是否存在裂缝；裂缝检测装置转动一周，信号发射与接收的时间差相同或者不超出预定范围，则判断晶圆不存在裂缝，信号发射与接收的时间差不相同或超出预定范围，则判断晶圆存在裂缝。
优选地是，所述裂缝检测装置为激光测距仪、红外测距仪或者超声测距仪的一种。
本发明中的晶片检测装置，运用裂缝检测装置检测晶圆上是否存在裂缝，操作简单、方便，测量的准确度高。本发明中的晶圆检测装置的自动化程度和检测效率高，适应现代化生产。
附图说明
图1为本发明中的晶圆检测装置的结构示意图；
图2为本发明中的晶圆检测装置的从另一角度观察的结构示意图；
图3为本发明中的晶圆检测装置的局部结构图；
图4为本发明中的晶圆检测装置的局部结构图；
图5为本发明中的晶圆检测装置的局部放大视图；
图6为本发明中的晶圆检测装置的其中一个使用状态局部放大视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的描述：
如图1、图2所示，晶圆质量检测装置包括支架1和裂缝检测装置5。裂缝检测装置5可转动地安装于支架1上。裂缝检测装置5具有信号发射端501和信号接收端502。信号发射端501朝晶圆发射信号，信号经晶圆反射后由信号接收端502接收。裂缝检测装置5转动一周，可沿圆周方向检测晶圆一周。如果晶圆上没有裂缝，在裂缝检测装置5转动过程中，则信号的发射与接收之间的时间间隔应该相同或者不超出允许的误差范围。如果晶圆存在裂缝，在信号发射至裂缝处时，由于增加了信号的运行距离，则发射与接收的时间差将与正常晶圆处的时间差不同。以此可检测晶圆是否存在裂缝。
支架1上设有第一驱动装置，第一驱动装置为电机2。电机2通过电机支座21可拆卸地安装在支架1上，电机2的动力输出轴(图中未示出)安置于电机支座21的容腔22内。电机2用于驱动裂缝检测装置5转动。
如图1-5所示，支架1上安装有一传动轴31。传动轴31可绕其中心轴线转动。传动轴31上安装有一传动带轮32。传动带轮32与电机2同位于支架1的上侧。传动带轮32可采用常用的方式安装在传动轴31上，如传动带轮32通过键或销钉与传动轴31连接。一同步带33绕在传动带轮32和电机2的动力输出轴上，将电机2和传动轴31传动连接。电机2的动力输出轴转动，通过传动带33驱动传动带轮32同步转动，从而带动传动轴31转动。
传动轴31上还安装有一底座4。底座4位于支架1的下侧。底座4可采用常用的方式安装在传动轴31上，如底座4通过销钉或螺栓与传动轴连接。传动轴31转动，带动底座4绕传动轴31的中心轴线同步转动。
裂缝检测装置5可为激光测距仪、红外测距仪或者超声测距仪的一种。本实施例选用激光测距仪。裂缝检测装置5安装于底座4上，与底座4同步转动。底座4上设有插孔41，裂缝检测装置5上设有插杆51，插杆51插置于插孔41内。裂缝检测装置5通过连接板52与底座4连接。连接板52上设有通槽53和多个通孔54，通孔54与通槽53间隔设置。裂缝检测装置5上设置有销子55，销子55可沿通槽53移动地插置于通槽53内。裂缝检测装置5设置有一个安装孔(图中未示出)，通过连接件(如销钉、螺钉等)穿过通孔54与安装孔56相配合，将连接板52与裂缝检测装置5连接。通过裂缝检测装置5上的安装孔56与不用的通孔54配合安装，可调整裂缝检测装置5的角度。裂缝检测装置5的角度不同时，可适用于不同尺寸的晶圆，也可以对同一晶圆的不同位置检测。
底座4上设置有两个第二位置检测装置，第二位置检测装置为第二槽型传感器42。选择不同的通孔54与安装孔56相配合时，连接板52上端的位置不同。第二槽型传感器42用于检测连接板52上端的位置，并当检测到连接板52时，输送信号。两个第二槽型传感器42间隔设置。第二槽型传感器42设有凹槽43。凹槽43的其中一个槽壁发射信号(红外光)，与之相对的另一个槽壁接收信号(红外光)。连接板52端部安装有凸板57和槽板58。凸板57设置在连接板52的端部，槽板58设置在凸板57的端部。不同的通孔54与安装孔56位置相对时，槽板58插入不同的第二槽型传感器42的凹槽内，第二槽型传感器42根据槽板58是否插入凹槽内，输出不同的信号。例如，第二槽型光电传感器42为光电传感器。当槽板58位于第二槽型传感器42的凹槽内时，其发出电信号。因此，根据哪一个第二槽型传感器42发出电信号，可判断连接板52及裂缝检测装置5的角度。据此，可设置当其中一个第二槽型传感器42发出电信号时，裂缝检测装置5的角度适合检测6寸晶圆；当另一个第二槽型传感器42发出电信号时，适合检测8寸晶圆。这样设置可进一步提高自动化检测。
晶圆质量检测装置还包括拨杆6和两个第一位置检测装置，第一位置检测装置为第一槽型传感器7。第一槽型传感器7间隔设置。拨杆6为L型板，L型板包括长板61和短板62。长板61通过转轴63可转动地设置在支架1上。长板61的一端位于底座4的转动路径上，并可受底座4推动而转动，长板61的另一端安装短板62。长板61转动过程中，可带动短板62移动至可被第一槽型传感器7检测到的位置。底座4以不同的转向(比如顺时针或逆时针)转动过程中，分别从长板61的两侧推动长板61以不同的转向转动。第一槽型传感器7设有凹槽71，凹槽71的其中一个槽壁发射信号(如红外光)，与之相对的另一个槽壁接收信号(红外光)。长板61转动带动短板62移动时，短板62可移动至第一槽型传感器7的凹槽71内(如图6所示)。第一槽型传感器7根据短板62是否位于凹槽71内，发出不同的信号。根据本发明的优选实施例，第一槽型传感器7为光电传感器。
本发明还包括控制主机，控制主机可接收第一槽型传感器7根据短板62是否位于凹槽71内发出的信号。控制主机控制电机工作，并在接收到第一槽型传感器7的检测信号后，使电机停止工作。
长板61在底座4的拨动下以不同的转向转动时，短板62会移至不同的第一槽型传感器7的凹槽71内。每当底座4和裂缝检测装置5旋转一圈时，从一侧拨动长板61转动使短板62移至一个第一槽型传感器7的凹槽71内，第一槽型传感器7向控制主机发出电信号。控制主机接收信号后，使电机2停止继续按原转向旋转，然后再使电机2反向旋转。电机2反向旋转后，直至从长板61另一侧拨动长板61转动，直至短板62移至另一个第一槽型传感器7的凹槽71内，此时，底座4及裂缝检测装置反向旋转了一圈。
为使拨杆7被底座4以从一侧推动旋转后，再底座反转后能够顺利从另一侧推动拨杆7.本发明设置两个弹性复位装置，弹性复位装置为可压缩或拉伸的弹簧8，两个弹簧8分别位于拨杆6的两侧。弹簧8一端钩挂在支架1的挂孔11上，另一端钩挂在拨杆6上。拨杆6在底座4的拨动下转动，使一个弹簧8拉伸，另一个弹簧8压缩，即两个弹簧8均产生弹性变形力。弹簧8的弹性变形力可使偏离底座4转动路径的拨杆6复位，重新回复至底座4的转动路径上，并使短板62移出凹槽71。较手动复位拨杆6，省时省力，复位及时，提高检测效率。
晶圆质量检测装置还包括横梁9。横梁9上设置第二驱动装置，第二驱动装置用于驱动支架1沿横梁9移动。第二驱动装置为无杆气缸。无杆气缸包括滑块91，滑块91设置在横梁9上，且可沿横梁9移动。无杆气缸的活塞(图中未示出)可驱动滑块91沿横梁9移动。支架1通过吊臂92安装在滑块91上。滑块91沿横梁9移动，带动支架1移动，从而将裂缝检测装置5移动至不同工位的晶圆上方进行检测。
本发明还包括第三驱动装置(图中未示出)，第三驱动装置驱动支架1上升和下降，从而驱动裂缝检测装置5上升和下降。将晶圆放置在裂缝检测装置5下方检测，裂缝检测装置5可升降地设置，可方便地使其在各种位置检测晶圆，便于在最佳检测位置检测。
本发明的晶圆质量检测装置的使用方法如下：
将待检测的晶圆(图中未示出)摆放在工作台(图中未示出)上，位于裂缝检测装置5下方。启动气缸91，驱动支架1沿横梁9移动至晶圆上方合适的位置，使信号发射端501发射的信号经晶圆发射后可由接收端502接收到。
开启激光测距传感器5。信号发射端501朝晶圆发送信号(如激光)，信号经晶圆反射后由信号接收端502接收。
开启电机2，驱动底座4和裂缝检测装置5绕传动轴31转动。底座4拨动长板61转动，使短板62移动至其中一个第一槽型传感器7的凹槽71内(如图6所示)。第一槽型传感器7向控制主机发送第一个信号，控制主机将该点记为裂缝检测装置5的转动原点。控制电机2驱动控制电机2驱动底座4和裂缝检测装置5以一个方向转动(比如顺时针)，拨杆6在弹簧8的作用下复位。当裂缝检测装置5转动一周后，底座4从另一侧再次拨动长板61转动，使短板62移动至另一个第一槽型传感器7的凹槽71内。第一槽型传感器7向控制主机发送第二个信号，控制主机使电机停止工作，裂缝检测装置5停止继续沿原转向(顺时针)转动。至此，裂缝检测装置5绕传动轴31转动一圈。完成对一个晶圆的检测。需要检测下一个晶圆时，控制主机控制电机2反向旋转(如逆时针)，直至收到第一槽型传感器7的信号时停止。
在裂缝检测装置5转动过程中，根据信号发射与接收的时间差(时间差与信号行走距离成正比)是否存在变化判断是否存在裂缝。裂缝检测装置5转动一周，信号发射与接收的时间差相同或者不超出预定范围，则判断晶圆不存在裂缝；信号发射与接收的时间差不相同或超出预定范围，则判断晶圆存在裂缝。
本发明中的上、下、水平、竖直均以图3为参考，本发明中的顺时针、逆时针均以图4为参考，为清楚地描述本发明而使用的相对概念，并不构成对权利要求范围的限制。
本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。

Claims (18)

1.晶圆检测装置，其特征在于，包括：
支架；
裂缝检测装置；所述裂缝检测装置用于检测晶圆是否存在裂缝，所述裂缝检测装置可转动地设置在所述支架上。
2.根据权利要求1所述的晶圆检测装置，其特征在于，还包括第一驱动装置；所述第一驱动装置驱动所述裂缝检测装置转动或者通过第一传动装置驱动所述裂缝检测装置转动。
3.根据权利要求2所述的晶圆检测装置，其特征在于，所述传动装置包括传动带、传动链、传动带轮、传动轴、传动丝杆中的一种或任意几种组合。
4.根据权利要求2或3所述的晶圆检测装置，其特征在于，所述第一驱动装置为电机；所述电机设置于所述支架上；所述第一传动装置包括传动轴；所述传动轴可绕其中心轴线转动地设置在所述支架上；所述电机通过同步带驱动所述传动轴转动。
5.根据权利要求2所述的晶圆检测装置，其特征在于，还包括底座；所述裂缝检测装置安装在所述底座上；所述第一驱动装置通过驱动所述底座转动或通过第一传动装置驱动所述底座转动以驱动所述裂缝检测装置转动。
6.根据权利要求5所述的晶圆检测装置，其特征在于，还包括拨杆和至少一个第一位置检测装置；所述拨杆可转动地设置；所述拨杆一端位于所述底座的转动路线上，并可受底座推动而转动；所述拨杆转动过程中，另一端可移动至可被所述第一位置检测装置检测到的位置。
7.根据权利要求6所述的晶圆检测装置，其特征在于，还包括控制主机，所述第一位置检测装置检测到所述拨杆另一端时，向所述控制主机发送信号；所述控制主机控制所述第一驱动装置工作，并在接收到所述第一位置检测装置的检测信号后，使所述第一驱动装置停止工作。
8.根据权利要求7所述的晶圆检测装置，其特征在于，所述第一位置检测装置数目为两个，间隔设置；所述底座以不同的转向转动过程中，分别从所述拨杆两侧推动所述拨杆以不同的转向转动。
9.根据权利要求6所述的晶圆检测装置，其特征在于，所述拨杆为L型板；所述L型板包括长板和短板；所述长板可转动地安装在支架上；所述长板一端设置于所述底座的转动路线上，另一端安装短板；所述第一位置检测装置为第一槽型传感器，数目为两个，间隔设置；所述第一槽型传感器设有凹槽；所述凹槽的其中一个槽壁发射信号，与之相对的另一个槽壁接收信号；所述底座转动过程中，可分别从两侧推动所述长板沿不同的转向转动；所述长板转动时，带动所述短板移动；所述短板移动时，可移动至所述第一槽型传感器的凹槽内；所述第一槽型传感器根据所述短板是否位于所述凹槽内，发出不同的信号。
10.根据权利要求6所述的晶圆检测装置，其特征在于，还包括至少一个弹性复位装置；所述拨杆转动时，所述弹性复位装置变形产生弹性变形力；所述弹性变形力具有使所述拨杆复位的趋势。
11.根据权利要求10所述的晶圆检测装置，其特征在于，所述弹性复位装置为压缩弹簧或拉伸弹簧。
12.根据权利要求1所述的晶圆检测装置，其特征在于，所述裂缝检测装置角度可调地安装于所述支架上。
13.根据权利要求12所述的晶圆检测装置，其特征在于，所述裂缝检测装置通过底座安装于所述支架上；所述底座设置有插孔；所述裂缝检测装置设置有插杆；所述插杆插置于所述插孔内；所述裂缝检测装置通过连接板与所述底座连接；所述连接板上设置有通槽和多个通孔；所述通孔与所述通槽间隔设置；所述裂缝检测装置上设置有销子；所述销子可沿所述通槽移动地插置于所述通槽内；所述裂缝检测装置设置有一个安装孔；通过连接件穿过所述通孔与所述安装孔相配合，将所述连接板与所述裂缝检测装置连接；通过不同的通孔与所述安装孔相配合，调整所述裂缝检测装置的角度。
14.根据权利要求13所述的晶圆检测装置，其特征在于，所述底座上设置有多个第二位置检测装置；选择不同的通孔与所述安装孔相配合时，所述连接板端部位置不同；所述第二位置检测装置用于检测所述连接板端部的位置，当所述第二位置检测装置检测到所述连接板时，输送信号。
15.根据权利要求14所述的晶圆检测装置，其特征在于，所述第二位置检测装置为第二槽型传感器，数目为两个，间隔设置；所述第二槽型传感器设有凹槽；所述凹槽的其中一个槽壁发射信号，与之相对的另一个槽壁接收信号；所述连接板端部安装有凸板和槽板；所述凸板设置在所述连接板端部；所述槽板设置在所述凸板端部；不同的所述通孔与所述安装孔位置相对时，所述槽板插入不同的第二槽型传感器的凹槽内；所述第二槽型传感器根据槽板是否插入凹槽内，输出不同的信号。
16.根据权利要求1所述的晶圆检测装置，其特征在于，还包括横梁；所述支架可沿所述横梁移动地设置于所述横梁上，或者可升降地设置于横梁上；还包括第二驱动装置或第三驱动装置；所述第二驱动装置驱动所述支架沿所述横梁移动；所述第三驱动装置驱动所述支架升降。
17.根据权利要求1所述的晶圆检测装置，其特征在于，所述裂缝检测装置具有信号发射端和信号接收端；所述信号发射端朝晶圆发送信号，所述信号经晶圆反射后由所述信号接收端接收；在裂缝检测装置转动过程中，根据信号发射与接收的时间差是否存在变化判断是否存在裂缝；裂缝检测装置转动一周，信号发射与接收的时间差相同或者不超出预定范围，则判断晶圆不存在裂缝，信号发射与接收的时间差不相同或超出预定范围，则判断晶圆存在裂缝。
18.根据权利要求17所述的晶圆检测装置，其特征在于，所述裂缝检测装置为激光测距仪、红外测距仪或者超声测距仪的一种。
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