CN110823915A - 一种晶元破片分析装置及其晶元破片分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种晶元破片分析装置及其晶元破片分析方法，所述晶元破片分析装置包括：带有圆形凹槽的破片记录仪，圆形凹槽内可承载晶元，所述圆形凹槽的外边缘处设置有至少一个目视模块，所述目视模块包括设置于所述圆形凹槽的上边缘处的凸透镜，凸透镜的外侧设置有平面镜，所述晶元破片分析装置还包括托盘模块，托盘模块包括底座和托盘。本发明在凸透镜的外侧增加45°平面镜，将放大后的图像利用反射原理投射到目视区，人员可以在目视区直观的看到撞击点。本发明能够准确判断导致破片位置的接触点，能够精确针对机台部件进行改善，节约查找破片原因时间内造成的机台闲置的时间以及改善后验证时间，增加机台稼动率，增大产能和节约人力资源成本。

Description

一种晶元破片分析装置及其晶元破片分析方法

技术领域

本发明涉及晶元破片检测技术领域，特别是涉及一种晶元破片分析装置及其晶元破片分析方法。

背景技术

在半导体生产过程中，破片原因主要分为两部分原因，第一部分原因：物理应力破环，例如：机器手臂取放点位变动，提起引脚升降冲击，活塞异常挤压，真空异常等。第二部分原因：高低温设备(炉管设备，去光阻设备，湿蚀刻机台)，晶元短时间温差大，热胀冷缩造成晶元破裂。综上所述，半导体制程复杂，晶元接触机台次数多，机台与晶元接触中的物理接触点多，由于机台的结构不尽相同，性能和调试的手法存在差异，导致每个接触点对晶元的影响复杂，造成晶元破损的原因无法当场立即直观判断出来。

现有技术中通常是通过工程人员的经验来判断原因，人员主观性较强，准确率低，对于多站点造成影响无法很好的快速确认和判断，改善难度增加，对于重复性情况出现无法进行很好的进行数据记录及用以系统的分析破片原因，导致了备件更换及PM频率、生产成本、宕机时间和人员维修的压力的增加，半导体设备制程环境要求极高，破片造成后续机台缺陷，影响产能，降低产品良率。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种晶元破片分析装置及其晶元破片分析方法，用于解决现有技术中无法准确判断导致破片位置的接触点，查找破片原因的难度较大，对于改善破片会造成资源的浪费的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种晶元破片分析装置，所述晶元破片分析装置包括：破片记录仪，一圆形凹槽设置所述破片记录仪上，所述圆形凹槽的外边缘标注有刻度，其中所述圆形凹槽内可承载晶元；以及至少一个目视模块，设置于所述圆形凹槽的外边缘处；以及托盘模块，所述托盘模块包括底座和托盘，所述底座的底部安装在所述圆形凹槽内，所述底座的顶部与所述托盘固定连接，所述晶元承载于所述托盘上；所述晶元破片分析装置还包括旋转旋钮，所述旋转旋钮与所述底座相连。

作为本发明的一种实现方案，所述目视模块包括：凸透镜，设置于所述圆形凹槽的上边缘处；平面镜，设置于所述凸透镜的外侧。

作为本发明的一种实现方案，所述目视模块呈密封状态。

作为本发明的一种实现方案，所述凸透镜与所述平面镜之间为真空状态。

作为本发明的一种实现方案，所述旋转旋钮用于带动所述底座转动，从而带动承载于所述托盘上的晶元旋转。

作为本发明的一种实现方案，所述平面镜为45°平面镜。

作为本发明的一种实现方案，所述圆形凹槽的中心点、所述晶元的中心点、所述底座的中轴线、所述托盘的中轴线均处于同一竖直线上。

作为本发明的一种实现方案，所述晶元的中心点、所述凸透镜的中心点、所述45°平面镜的中心点均处于同一水平线上。

作为本发明的一种实现方案，所述目视模块设置为2个。

作为本发明的一种实现方案，所述刻度用于标注所述晶元的破片位置。

为实现上述目的，本发明还提供一种晶元破片分析装置的晶元破片分析方法，所述晶元破片分析方法包括以下步骤：

通过所述旋转旋钮带动所述底座转动；

所述底座带动所述托盘转动，从而带动所述晶元旋转；

所述凸透镜对所述晶元进行放大，得到放大后的晶元；

所述平面镜对所述放大后的晶元进行成像；

通过所述刻度标注所述晶元的破片位置。

如上所述，本发明破片记录仪的圆形凹槽内安装托盘，通过侧面的旋转旋钮调节晶元位置，根据需求在圆形凹槽的外边缘增加一定数量的凸透镜对晶元的边缘进行放大，在凸透镜的外侧增加45°平面镜，将放大后的图像利用反射原理投射到目视区，人员可以在目视区直观的看到撞击点，因此本发明能够准确判断导致破片位置的接触点，可以精准的确认造成撞击点的部件，能够精确针对机台部件进行改善，节约查找破片原因时间内造成的机台闲置的时间以及改善后验证时间，增加机台稼动率，增大产能和节约人力资源成本。

所述旋转旋钮用于带动所述底座转动，从而带动承载于所述托盘上的晶元旋转，因此人员可以在目视区直观的观看到晶元的任意边缘的撞击点，操作简单方便，便于查找造成晶元破片的原因，有利于针对造成破片的直接接触点的部件进行改善。

本发明的装置及方法简单高效，具有较强的通用性和实用性。

附图说明

图1显示为一种破片记录仪的俯视图。

图2显示为一种破片记录仪的剖面图。

图3显示为本发明的晶元破片分析装置的第一种结构示意图。

图4显示为本发明的晶元破片分析装置的第二种结构示意图。

图5显示为本发明的晶元破片分析装置的第三种结构示意图。

图6显示为本发明的晶元破片分析装置的第一种俯视图。

图7显示为本发明的晶元破片分析装置的第二种俯视图。

图8显示为本发明的晶元破片分析装置的成像原理图。

图9显示为本发明的晶元破片分析方法的流程图。

元件标号说明

10 破片记录仪

20 晶元

21 圆形凹槽

31 底座

32 托盘

41 凸透镜

42 平面镜

50 旋转旋钮

60 实物

70 放大后的虚像

80 目视区

S1～S5 步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1、2所示，显示为一种破片记录仪，使用一个带有圆形凹槽21的亚克力表盘，图中以晶元20直径L例如为300mm，圆形凹槽21直径R例如为305mm，在圆形凹槽21的上边缘标注角度，破片发生时工程人员将晶元刻痕与分析仪原点重合，真实直观的反馈出晶元的破裂状况，根据对照仪盘刻度及物理力学分析破片受力点，因半导体设备因制程需要，传输过程中有对齐角度的要求，根据机台使用目录，比对半导体设备生产芯片传输路径中的接触点，推测破片可能造成的原因。但是却无法准确判断导致破片位置的接触点，查找破片原因的难度较大，对于改善破片会造成资源的浪费。

可选的，所述晶元20的直径可选取250mm至350mm。

所述圆形凹槽21的直径可选取300mm至400mm。

本发明提供一种晶元破片分析装置，具体地，请参阅图3，所述晶元破片分析装置包括：破片记录仪10，一圆形凹槽21设置所述破片记录仪10上，所述圆形凹槽21的外边缘标注有刻度，其中所述圆形凹槽21内可承载晶元20；

所述圆形凹槽21的外边缘处设置有至少一个目视模块。

具体的，所述破片记录仪10采用现有技术中的破片记录仪。所述破片记录仪10包括基座，所述基座的中心位置处设置有凹槽，所述凹槽用于对所述晶元进行承载，具体的，所述凹槽设置为圆形，圆形凹槽21的外边缘处设置有多个刻度，所述刻度用于标记所述晶元的破片位置。

具体的，现有技术中的基座的材质为亚克力；所述凹槽的大小需要大于等于晶元的大小。

具体的，所述目视模块可以设置为多个，依据应用场所或使用习惯来设置。

具体的，所述目视模块设置可为1个、2个、3个或其他数量。

可选的，请参阅图3，所述目视模块包括设置于所述圆形凹槽21的上边缘处的凸透镜41，所述凸透镜41的外侧设置有平面镜42。

具体的，所述目视模块中的凸透镜41与刻度的位置重合，即凸透镜41设置在刻度的位置。

具体的，人眼通过观看平面镜42即可观察到晶元的破片位置。

本发明还可以通过在所述平面镜42的上方，且与所述平面镜42相平行的位置处设置另一平面镜，尽可能将另一平面镜设置成可调整高度和位置的形式，这样用户不需要低头即可观察到晶元的破片位置，直接观看另一平面镜的成像即可观察到晶元的破片位置，简单方便。

可选的，请参阅图4，所述晶元破片分析装置包括：破片记录仪10，一圆形凹槽21设置所述破片记录仪10上，所述圆形凹槽21的外边缘标注有刻度，其中所述圆形凹槽21内可承载晶元20，所述圆形凹槽21的外边缘处设置有至少一个目视模块，所述目视模块包括凸透镜41和平面镜42，所述晶元破片分析装置还包括托盘模块，所述托盘模块包括底座31和托盘32，所述底座31的底部安装在所述圆形凹槽21内，所述底座31的顶部与所述托盘32固定连接，所述晶元20承载于所述托盘32上。

具体的，所述底座31和托盘32之间通过紧固螺钉连接，用户需要手动旋转晶元20来调整晶元的位置，从而保证用户能够观察到晶元各个位置处的破片处，使用户能够准确判断导致破片位置的接触点，人眼通过观看平面镜42即可观察到晶元的破片位置。

可选的，请参阅图5，所述晶元破片分析装置包括：破片记录仪10，一圆形凹槽21设置所述破片记录仪10上，所述圆形凹槽21的外边缘标注有刻度，其中所述圆形凹槽21内可承载晶元20，所述圆形凹槽21的外边缘处设置有至少一个目视模块，所述目视模块包括凸透镜41和平面镜42，所述晶元破片分析装置还包括托盘模块，所述托盘模块包括底座31和托盘32，所述底座31的底部安装在所述圆形凹槽21内，所述底座31的顶部与所述托盘32固定连接，所述晶元20承载于所述托盘32上，所述晶元破片分析装置还包括旋转旋钮50，所述旋转旋钮50与所述底座31相连。

具体的，所述旋转旋钮50与底座31之间的连接方式采用现有技术中的连接方式，用户通过旋转所述旋转旋钮50在水平方向上转动，在水平方向上转动的旋转旋钮50再带动底座31在竖直方向上转动，由于所述底座31和托盘32之间通过紧固螺钉连接，因此所述托盘32在底座31的转动下开始转动，所述晶元20跟着所述托盘32转动，因此用户可以边转动所述旋转旋钮50，边观察晶元的破片位置，无需由于需要去调整晶元的位置，而耽误观察晶元的破片位置，操作简单，而且省时省力。

可选的，请参阅图3、4、5，所述目视模块呈密封状态。

可选的，所述凸透镜41与所述平面镜42之间为真空状态，防止其它因素造成图像异常，或者图像显示不准确，将放大后的图像利用反射原理投射到目视区，人员可以在目视区直观的看到撞击点，这样可以精准的确认造成撞击点的部件，以此精确针对机台部件进行改善。

具体的，每一个所述目视模块分别包括一个凸透镜41和一个平面镜42。

可选的，所述旋转旋钮50用于带动所述底座31转动，从而带动承载于所述托盘32上的晶元20旋转。

具体的，用户通过旋转所述旋转旋钮50在水平方向上转动，从而带动承载于所述托盘32上的晶元20旋转；

具体的，也可以将所述旋转旋钮50与电机的一端相连接，所述电机的另一端与PLC控制芯片和电源相连接，通过电机自动带动旋转旋钮50在水平方向上转动，从而带动承载于所述托盘32上的晶元20旋转，使用过程中仅仅需要设置电机的转动频率，即可实现对旋转旋钮50转动频率的设置。

可选的，所述平面镜42为45°平面镜。

具体的，所述45°平面镜靠近所述凸透镜41的角度，且与基座相接处的角度为45°，所述45°平面镜远离所述凸透镜41的角度，且与基座相接处的角度为90°。

具体的，所述平面镜42可不仅限于45°平面镜，还可以设置为其他角度的平面镜，例如，75°平面镜，65°平面镜，30°平面镜，20°平面镜等。

具体的，所述圆形凹槽21设置于基座的中心位置处，所述基座的材质为亚克力。

具体的，请参阅图6，所述刻度采用从0°到360°设置于凹槽的外边缘，0°与360°重合，0°的相对位置处设置为180°，0°与180°之间的中间位置处分别设置为90°度和270°度。

可选的，所述圆形凹槽21的中心点、所述晶元20的中心点、所述底座31的中轴线、所述托盘32的中轴线均处于同一竖直线上。

可选的，所述晶元20的中心点、所述凸透镜41的中心点、所述45°平面镜的中心点均处于同一水平线上。

各个元器件之间的位置设置保证了图像显示更为准确。

可选的，请参阅图6，所述目视模块设置为2个。

具体的，其中的一个所述目视模块中的凸透镜41设置在90°刻度处，另一个所述目视模块中的凸透镜41设置在270°刻度处。

可选的，请参阅图7，所述目视模块设置为3个。

具体的，第一个所述目视模块中的凸透镜41设置在90°刻度处，第二个所述目视模块中的凸透镜41设置在180°刻度处，第三个所述目视模块中的凸透镜41设置在270°刻度处。

具体的，所述目视模块中的凸透镜41不限于设置于90°刻度处、180°刻度处、270°刻度处，还可以设置于其他刻度处。

可选的，请参阅图8，图8显示为本发明的晶元破片分析装置的成像原理图。

具体的，所述凸透镜41用于对所述晶元20进行放大，得到放大后的晶元。

具体的，所述45°平面镜用于对所述放大后的晶元进行成像。

具体的，设置在90°刻度处的凸透镜41对所述晶元20进行放大，得到放大后的虚像70，所述45°平面镜对所述放大后的虚像70进行成像，用户从目视区80可以观察到所述放大后的虚像70。

请参阅图9，与破片记录仪系统实施例原理相似的是，本发明提供了一种晶元破片分析装置的晶元破片分析方法，所述晶元破片分析方法包括以下步骤：

S1、通过所述旋转旋钮50带动所述底座31转动。

具体的，在步骤S1中，用户通过旋转所述旋转旋钮50在水平方向上转动，或通过电机自动带动旋转旋钮50在水平方向上转动，在水平方向上转动的旋转旋钮50再带动底座31在竖直方向上转动。

S2、所述底座31带动所述托盘32转动，从而带动承载于所述托盘32上的晶元20旋转。

具体的，在步骤S2中，由于所述底座31和托盘32之间通过紧固螺钉连接，因此所述托盘32在底座31的转动下开始转动，所述晶元20跟着所述托盘32转动。

S3、所述凸透镜41对所述晶元20进行放大，得到放大后的晶元。

具体的，在步骤S3中，设置在90°刻度处的凸透镜41对所述晶元20进行放大，得到放大后的虚像70。

S4、所述平面镜对所述放大后的晶元进行成像。

具体的，在步骤S4中，所述45°平面镜对所述放大后的虚像70进行成像，用户从目视区80可以观察到所述放大后的虚像70。

具体的，步骤S4中的平面镜为倾斜(例如45°)的平面镜。

S5、通过所述刻度标注所述晶元20的破片位置。

综上所述，本发明提供的一种晶元破片分析装置，所述晶元破片分析装置包括：带有圆形凹槽21的破片记录仪10，所述凹槽内承载有晶元20，所述圆形凹槽21的外边缘处设置有至少一个目视模块，本发明在现有的破片记录仪的凹槽内安装托盘，通过侧面的旋转旋钮调节晶元位置，根据需求在凹槽的外边缘增加一定数量的凸透镜对晶元的边缘进行放大，在凸透镜的外侧增加倾斜(例如45°)的平面镜，将放大后的图像利用反射原理投射到目视区，人员可以在目视区直观的看到撞击点，因此本发明能够准确判断导致破片位置的接触点，可以精准的确认造成撞击点的部件，能够精确针对机台部件进行改善，节约查找破片原因时间内造成的机台闲置的时间以及改善后验证时间，增加机台稼动率，增大产能和节约人力资源成本。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种晶元破片分析装置，其特征在于，所述晶元破片分析装置包括：

破片记录仪，一圆形凹槽设置所述破片记录仪上，所述圆形凹槽的外边缘标注有刻度，其中所述圆形凹槽内可承载晶元；以及

至少一个目视模块，设置于所述圆形凹槽的外边缘处；以及

托盘模块，所述托盘模块包括底座和托盘，所述底座的底部安装在所述圆形凹槽内，所述底座的顶部与所述托盘固定连接，所述晶元承载于所述托盘上；

所述晶元破片分析装置还包括旋转旋钮，所述旋转旋钮与所述底座相连。

2.根据权利要求1所述的一种晶元破片分析装置，其特征在于，所述目视模块包括：

凸透镜，设置于所述圆形凹槽的上边缘处；

平面镜，设置于所述凸透镜的外侧。

3.根据权利要求1或2所述的一种晶元破片分析装置，其特征在于：所述目视模块呈密封状态。

4.根据权利要求3所述的一种晶元破片分析装置，其特征在于：所述凸透镜与所述平面镜之间为真空状态。

5.根据权利要求4所述的一种晶元破片分析装置，其特征在于：所述旋转旋钮用于带动所述底座转动，从而带动承载于所述托盘上的晶元旋转。

6.根据权利要求5所述的一种晶元破片分析装置，其特征在于：所述平面镜为45°平面镜。

7.根据权利要求6所述的一种晶元破片分析装置，其特征在于：所述圆形凹槽的中心点、所述晶元的中心点、所述底座的中轴线、所述托盘的中轴线均处于同一竖直线上。

8.根据权利要求7所述的一种晶元破片分析装置，其特征在于：所述晶元的中心点、所述凸透镜的中心点、所述45°平面镜的中心点均处于同一水平线上。

9.根据权利要求2所述的一种晶元破片分析装置，其特征在于：所述目视模块设置为2个。

10.根据权利要求8所述的一种晶元破片分析装置，其特征在于：所述刻度用于标注所述晶元的破片位置。

11.一种根据权利要求10所述的晶元破片分析装置的晶元破片分析方法，其特征在于，所述晶元破片分析方法包括以下步骤：

通过所述旋转旋钮带动所述底座转动；

所述底座带动所述托盘转动，从而带动所述晶元旋转；

所述凸透镜对所述晶元进行放大，得到放大后的晶元；

所述平面镜对所述放大后的晶元进行成像；

通过所述刻度标注所述晶元的破片位置。

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