CN106574900B - 晶片的缺陷测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测量晶片缺陷的装置，该装置能够同时测量晶片的上表面、下表面和侧表面上的缺陷，而同时防止损坏晶片。本发明提供一种用于测量晶片缺陷的装置，该装置包括：下鼓风机，通过将空气喷射到晶片的下表面来缓冲晶片；上鼓风机，设置为能够相对于下鼓风机上下移动，并且通过将空气喷射到晶片的上表面来使晶片固定；上污染测量件，设置在上鼓风机的上侧，并且检测晶片的上表面上的污染；下污染测量件，设置在下鼓风机的下侧，并且检测晶片的下表面上的污染；以及侧污染测量件，设置在上鼓风机与下鼓风机之间，并且检测晶片的侧表面上的污染。

Description

晶片的缺陷测量装置

技术领域

本发明涉及一种用于测量晶片缺陷的装置，该装置防止由晶片的接触引起的污染，并且还测量晶片的上表面、下表面和侧表面上的缺陷。

背景技术

晶片通常经历多个处理过程，并且在每个过程的操作中可能产生缺陷，诸如污染、裂纹和划痕。

因为晶片表面上产生的缺陷可能具有不良影响，诸如装置加工中产生缺陷和产量降低，所以在晶片制造过程期间进行各种晶片检查。

在相关领域中，目视检查晶片缺陷。然而，因为目视检查可靠性较低并且可能另外产生晶片缺陷，所以由单独装置自动检查晶片缺陷。

公布号为2010-0042340的韩国专利公开了一种检查半导体晶片后表面的装置，其中心部分是敞开的，并且包括环形台，用于支撑半导体晶片后表面的边缘表面。

公布号为2004-0012404的韩国专利公开了一种在检查晶片背面的装置中使用的晶片支撑件，包括在晶片台上突出以支撑晶片的边缘部分的台销。

然而，在这种根据现有技术测量晶片缺陷的装置中，因为晶片的侧表面或下表面被支撑，所以在晶片的侧表面或下表面可能发生污染，并且在检查晶片缺陷的过程中可能产生测量误差。

发明内容

本发明针对一种用于测量晶片缺陷的装置，该装置能够减少由晶片的接触引起的污染。

而且，本发明针对一种用于测量晶片缺陷的装置，该装置能够同时测量晶片的上表面、下表面和侧表面上的缺陷。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于测量晶片缺陷的装置，包括：下鼓风机，其被配置为将空气喷射到晶片的下表面以使晶片漂浮；上鼓风机，其被设置为相对于所述下鼓风机上下移动，并且被配置为将空气喷射到晶片的上表面以使所述晶片固定；上污染测量件，其被设置在上鼓风机的上侧，并且被配置为检测晶片的上表面上的污染；下污染测量件，其被设置在下鼓风机的下侧，并且被配置为检测晶片的下表面上的污染；以及侧污染测量件，其被设置在上鼓风机与下鼓风机之间，并且被配置为检测晶片的侧表面上的污染。

附图和以下描述给出了一种或多种实施方式的细节。根据说明书和附图以及权利要求书，其它特征将变得显而易见。

附图说明

将参照以下附图来详细描述实施方式，其中相同的附图标记表示相同的元件，其中：

图1是根据本发明实施方式的测量晶片缺陷装置的透视图；

图2是示出根据本发明实施方式的测量晶片缺陷装置的侧视图；

图3是示出根据本发明实施方式的测量晶片缺陷装置的俯视图；

图4是示出根据本发明实施方式的测量晶片缺陷装置中应用的控制空气喷射压力的结构的视图；

图5是示出图4中应用的下鼓风机结构实例的视图；

图6是示出图4中应用的上鼓风机结构实例的视图；

图7是示出根据本发明实施方式的测量晶片缺陷的装置中应用的支撑晶片切口的结构的视图；

图8是示出图7中应用的切口夹持器结构实例的视图；

图9是示出根据本发明实施方式的测量晶片缺陷的装置中应用的止动器的视图；并且

图10A至图10D是示出根据本发明实施方式的测量晶片缺陷装置的操作实例的视图。

具体实施方式

下面，将参照附图来详细描述实施方式。本发明的范围可以由实施方式的公开内容来确定，并且实施方式的概念包括修改，诸如增加、移除及改变元件。

图1至图3是示出根据本发明实施方式的测量晶片缺陷装置的透视图。

如图1至图3所示，根据本发明实施方式的测量晶片缺陷装置包括：上鼓风机120和下鼓风机110，用于将空气喷射到晶片W的上表面和下表面；上污染测量件130、下污染测量件140及侧污染测量件151和152，用于检测晶片W的上表面、下表面和侧表面的污染；上下移动导向件160，用于引导晶片W上下移动；切口测量照相机170，用于检测晶片W的切口；切口夹持器180，用于夹持晶片W的切口；以及止动器190，用于径向支撑晶片W与切口相对的部分。

下鼓风机110通过将空气喷射到晶片W的下表面而起到使晶片W漂浮的作用。

在该实施方式中，下鼓风机110可以包括形成为比晶片W的直径大的环形的下通路111以及在下通路111的周向上彼此等间隔地设置的下喷嘴111h，并且下通路111形成为固定状态。

此时，下鼓风机110被配置为将空气喷射到晶片W的中心C与其边缘E之间的中间点(即1/2点)，从而稳定地支撑晶片W的下表面。

例如，下通路111的内周面可以倾斜地形成，或者下喷嘴111h中的每一个的角度可以倾斜地形成。然而，本发明不限于此。

上鼓风机120被设置为通过将空气喷射到晶片W的上表面使漂浮的晶片W固定。

在该实施方式中，上鼓风机120可以包括形成为比晶片W的直径大的环形的上通路121、用于将空气供给到上通路121中的供给通路122以及在上通路121的周向上彼此等间隔地设置的上喷嘴121h，并且上通路121形成为能够上下移动。

此时，与下鼓风机110相似，上鼓风机120也被配置为将空气喷射到晶片W的中心C与其边缘E之间的中间点(即1/2点)，从而稳定地支撑晶片W的上表面。

例如，上通路121的内周面可以倾斜地形成，或者上喷嘴121h中的每一个的角度可以倾斜地形成。然而，本发明不限于此。

在上述的上鼓风机120和下鼓风机110中，控制空气压力以使晶片W水平地漂浮并固定，并且下面将详细描述这种配置。

上污染测量件130形成为能拍摄晶片W的整个上表面的图像的照相机类型并且被设置在可移动的上鼓风机120的上侧，而下污染测量件140形成为能拍摄晶片W的整个下表面的图像的照相机类型并且被设置在可移动的下鼓风机110的下侧。

在该实施方式中，区域CCD或区域CMOS照相机可被用作上污染测量件130和下污染测量件140中的每一个，但是本发明不限于此。

侧污染测量件151和152是两个能拍摄晶片W的侧表面的图像的照相机。侧污染测量件151和152被设置为在晶片W的周向上可移动。

在该实施方式中，CCD行扫描照相机可被用作侧污染测量件151和152中的每一个，但是本发明不限于此。

上下移动导向件160形成为比晶片W的直径大的圆柱形状以使晶片W容纳在其中，并且被设置为即使在通过喷射空气使晶片W漂浮时也防止晶片W偏离预定范围。

此时，侧污染测量件151和152被设置在上下移动导向件160的外侧，并且设置形成在上下移动导向件160的周向上的单独测量空间h1，以通过侧污染测量件151和152测量晶片W的侧表面。

切口测量照相机170和切口夹持器180被设置在与止动器190的方向相对的方向上。切口夹持器180和止动器190被配置为在彼此相对的方向上与晶片W的侧表面的最小区域接触，并且下面将详细描述这种配置。

图4至图6是示出根据本发明实施方式的测量晶片缺陷装置中应用的控制空气喷射压力的上/下鼓风机实例的视图。

如图4所示，上鼓风机120和下鼓风机110还包括：上调节器123和下调节器112，用于控制供给到上通路121和下通路111中的空气的喷射压力；控制器，用于控制上调节器123和下调节器112中的每一个的操作；以及上限位传感器125和下限位传感器115，用于检测并传输晶片的上/下表面相对于控制器的位置。

因此，当通过上限位传感器125和下限位传感器115检测晶片的上下移动位置时，考虑到晶片的上下移动位置，控制器可以通过控制上调节器123和下调节器112中的每一个的操作来控制供给到上通路121和下通路111中的空气的喷射压力，因此可以使晶片漂浮并固定到与侧污染测量件151和152平行的上述位置，并且还可以即使在晶片通过上下移动导向件160垂直移动时也防止晶片水平偏离。

然而，因为上通路121和下通路111中的每一个的直径随着晶片最新的直径(诸如300mm和450mm)增加而增加，所以通过上喷嘴121h和下喷嘴111h喷射的空气压力可随着从上通路121和下通路111中的每一个部分到空气喷射到的部分的距离增加而降低，因此晶片可能是倾斜的。

为了弥补该问题，上鼓风机120和下鼓风机110可被配置为使上通路121和下通路111形成为在周向上分割的多个通路元件，并且上调节器123和下调节器112可被配置为单独控制供给到每一个通路元件中的空气的喷射压力。

更具体地，如图5所示，下鼓风机110可以包括在周向上分割的多个下通路元件111a、111b、111c和111d，以及控制供给到下通路元件111a，111b，111c和111d中的每一个中的空气的喷射压力的多个下调节器112a、112b、112c和112d。

在该实施方式中，可以设置四个下通路元件111a、111b、111c和111d，并且下通路元件111a、111b、111c和111d中的每一个可被分割为具有3个至4个喷嘴111h，空气可以由下通路元件111a、111b、111c和111d中的每一个中包含的喷嘴111h以相同的空气压力进行喷射。

而且，如图6所示，与下鼓风机110相似，上鼓风机120还可以包括多个上通路元件121a、121b、121c和121d以及多个上调节器123a、123b、123c和123d。

在该实施方式中，可以设置四个上通路元件121a、121b、121c和121d，并且上通路元件121a、121b、121c和121d中的每一个可被分割成具有3个至4个喷嘴121h。

上述的上鼓风机120和下鼓风机110控制倾斜的晶片变为水平的过程如下。

考虑到由上述的上限位传感器125和下限位传感器115检测到的晶片的倾斜方向和倾斜程度(在图4中)，当控制器控制上调节器123a至123d和下调节器112a至112d中的每一个的空气压力时，上调节器123a至123d和下调节器112a至112d中的每一个控制供给到上通路元件121a至121d和下通路元件111a至111d中的每一个中彼此不同的空气压力，因此晶片可以通过由上喷嘴121h和下喷嘴111h中的每一个喷射的空气而漂浮并固定到水平位置。

例如，基于与侧污染测量件151和152平行的位置，当晶片的特定点向下倾斜时，可以控制使供给到位于晶片的特定点处的下通路元件的空气压力升高，或者可以控制使供给到位于晶片的特定点处的上通路元件的空气压力降低。

图7至图9是示出根据本发明实施方式的测量晶片缺陷装置中应用的支撑晶片的侧表面的结构实例的视图。

为了在将晶片装载在上述的上鼓风机120与下鼓风机110之间时更稳定地支撑晶片，它被配置为支撑设置在晶片的侧表面的相反侧的切口。为此，设置切口测量照相机170、切口夹持器180和止动器190。

如图7所示，切口测量照相机170和切口夹持器180被设置在上述的上下移动导向件160的内周面的上/下侧上。

切口测量照相机170测量由机械臂装载的晶片的切口，考虑到测量的晶片的切口位置来操作机械臂，以便使晶片的切口与切口夹持器180接合。

如图8所示，切口夹持器180被配置为与晶片的切口N的最小区域接触，并且包括盖件181和由缓冲材料形成的缓冲件182。

盖件181具有形侧表面；包括上表面部分181a、下表面部分181b和侧表面部分181c；并且形成为可容纳缓冲件182的形状。

缓冲件182被设置在盖件181内部；由缓冲材料形成，以便即使在与晶片直接接触时也能吸收冲击；并且，与盖件181相似，包括上表面部分182a、下表面部分182b和侧表面部分182c。

此时，上表面部分182a和下表面部分182b中的每一个可以形成为平板形状，并且侧表面部分182c可以形成为凸圆形，以使与晶片的侧表面直接接触的区域最小化。

如图9所示，止动器190形成为与晶片W的切口的最小区域的相反侧接触，并且包括接触件191、弹簧件192和空气压力控制器193。

接触件191是与晶片W的切口的相反侧直接接触的部件；可以由弹簧件192和空气压力控制器193支撑，以在晶片W的径向上吸收冲击；并且可以形成为支撑具有各种直径的晶片W。

图10A至图10D是示出根据本发明实施方式的测量晶片缺陷装置的操作实例的视图。

如图10A所示，使下鼓风机110向上移动，通过机械臂将晶片W装载在上鼓风机120与下鼓风机110之间。

如图10B所示，当通过切口测量照相机170测量晶片W的切口N时，机械臂使晶片W向下移动，使得晶片W的切口N由切口夹持器180夹持，并且晶片W的相反侧由止动器190缓冲并支撑。

此时，因为与晶片W的切口N的侧表面接触的切口夹持器180的侧表面部分182c形成为圆形，所以可以使由接触而引起的晶片W的污染最小化，因此能够更稳定地支撑晶片W。

如图10C所示，当通过下鼓风机110的下喷嘴111h将空气喷射到晶片W的下表面时，通过上下移动导向件160使晶片W漂浮并被引导，以防止晶片W偏离。

此时，因为下喷嘴111h将空气喷射到在晶片W的下表面的中心与其边缘之间的中间点，所以晶片W可以稳定地漂浮。

当然，在晶片W由切口夹持器180和止动器190支撑并且通过下鼓风机110而漂浮的同时，机械臂与晶片W分离，然后离开。

而且，当在使上鼓风机120向下移动的同时通过上喷嘴121h将空气喷射到晶片W的上表面时，晶片W由于由上鼓风机120和下鼓风机110喷射的空气压力而被固定为漂浮状态。

此时，使晶片W漂浮并固定到与侧污染测量件151和152平行的位置。如上所述，可以根据由上限位传感器125和下限位传感器115检测的信号来控制由上喷嘴121h和下喷嘴111h喷射的空气压力，并且省略其详细描述。

如图10D所示，上污染测量件130和下污染测量件140位于晶片W的上/下侧，然后测量晶片W的上/下表面的缺陷，而侧污染测量件151和152在周向上移动的同时测量晶片W的侧表面上的缺陷。

如上所述，上污染测量件130和下污染测量件140以及侧污染测量件151和152可以同时测量晶片W的上表面、下表面和侧表面上的缺陷。

因为根据本发明的测量晶片缺陷装置具有用于将空气喷射到晶片的上表面和下表面的上/下鼓风机，因此可以在使晶片漂浮和固定的同时测量晶片缺陷，所以能够防止与晶片的上/下表面接触，从而防止污染晶片，并且能够降低晶片的缺陷率。

而且，因为根据本发明的测量晶片缺陷装置具有用于检测晶片的污染而不干扰上/下鼓风机的上污染测量件、下污染测量件和侧污染测量件，因此能够在使晶片漂浮和固定时同时测量晶片的上表面、下表面和侧表面上的缺陷，所以能够快速检测整个晶片上的缺陷，因此能够提高晶片的生产率。

尽管实施方式已经参照多个示例性实施方式进行说明，但应该理解，本领域技术人员能够想到的许多其它的修改和实施方式也将落入本发明的原理的精神和范围内。更具体地，说明书、附图和所附的权利要求书的范围内的主题组合排列的组成部件和/或布置中的各种变化和修改都是可能的。除了组成部件和/或布置中的变化和修改之外，其它应用对本领域技术人员来说也是显而易见的。

Claims (10)

1.一种用于测量晶片缺陷的装置，包括：

下鼓风机，配置为将空气喷射到晶片的下表面以使所述晶片漂浮；

上鼓风机，设置为相对于所述下鼓风机上下移动，并且配置为将空气喷射到所述晶片的上表面以使所述晶片固定；

上污染测量件，设置在所述上鼓风机的上侧，并且配置为检测所述晶片的上表面上的污染；

下污染测量件，设置在所述下鼓风机的下侧，并且配置为检测所述晶片的下表面上的污染；和

侧污染测量件，设置在所述上鼓风机与所述下鼓风机之间，并且配置为检测所述晶片的侧表面上的污染，

其中，所述上鼓风机和所述下鼓风机中的每一个均具有45°的空气喷射角，空气以所述空气喷射角被喷射到所述晶片的上表面和下表面，并且空气被喷射到所述晶片的中心与其边缘之间的中间点。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述上鼓风机和所述下鼓风机中的每一个均包括空气流过的环形通路和以规则间隔布置在所述通路上的多个喷嘴，其中空气通过所述多个喷嘴而被喷射到所述晶片的上表面和下表面。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述通路被分割成多个通路元件以将所述喷嘴分成至少两个或更多个组，并且所述通路元件中的每一个均连接于调节器以调节空气的喷射压力。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述上鼓风机和所述下鼓风机中的每一个均进一步包括限位传感器，以检测所述晶片的上表面和下表面中的每一个的倾角，并且所述调节器根据由所述限位传感器检测的倾角来调节供给到所述通路元件中的空气的喷射压力。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述侧污染测量件是至少两个或更多个在所述晶片的周向上能够移动的照相机。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，进一步包括上下移动导向件，所述上下移动导向件设置在所述上鼓风机与所述下鼓风机之间，并且配置为引导所述晶片的上下移动。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，进一步包括切口测量照相机，所述切口测量照相机配置为测量所述晶片的切口；

切口夹持器，所述切口夹持器配置为夹持由所述切口测量照相机测量的晶片的切口；和

止动器，所述止动器设置在与所述切口夹持器的方向相对的方向上，并且配置为径向支撑所述晶片与所述切口相反的一侧。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述切口夹持器与所述晶片的切口的上表面、下表面和侧表面接触的部分由缓冲材料形成。

9.根据权利要求7所述的装置，其中，所述切口夹持器包括圆形侧表面部分，以使与所述晶片的切口的侧表面的一部分接触的区域减少。

10.根据权利要求7所述的装置，其中，所述止动器被气动控制以径向缓冲并支撑所述晶片。