CN115692229A - 一种刀片位置偏移检测结构及其检测方法、切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种刀片位置偏移检测结构及其检测方法、切割装置，该刀片位置偏移检测结构，包括定位校准模块和投影获取模块；其中，所述定位校准模块的中心轴线作为定位基线；所述投影获取模块获取刀片与所述定位校准模块的侧面投影图，并根据所述定位基线分析检测出所述刀片的偏移量。本发明可在不接触晶片的情况下完成刀片位置偏移的检测，从而可实现预防性检测，同时不受晶片表面形貌的影响，可更广泛的应用在不同的产品当中。

Description

一种刀片位置偏移检测结构及其检测方法、切割装置

技术领域

本发明涉及刀片位置偏移检测技术领域，尤其是指一种刀片位置偏移检测结构及其检测方法、切割装置。

背景技术

在半导体器件制造工序中，芯片会呈格子状分布于晶片中，而切割工序则是沿着特定的切割道，将晶片中的芯片通过刀片高速旋转的方式将芯片分割。切割装置会将晶片固定在工作盘上，随后对切割道位置进行定位(对准)，再将高速旋转的切割刀片切入切割道内完成切割。由于切割工况复杂，刀片在高速旋转后会出现热膨胀而发生偏移，继而使刀片偏离切割道，导致损伤功能区或降低品质的问题；另外，在更换刀片后，由于主轴安装状态变化，刀片也会产生偏移。

在现有技术中，通常采用先切割后检测刀痕的方式来检测这种刀片的偏移，通过对切割后形成的刀痕进行投影，并检测图像的中心与刀痕的偏移，从而进行相应的位置补偿。此技术在测量前需先对晶片表面进行切割，无法达到预防误切割的效果。另外，现有技术对晶片表面形貌要求较高，在检测图像中刀痕与晶片灰度差异较小时，或在已有刀痕的基础上进行二次切割时，现有技术均难以准确完成刀片偏移测量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种刀片位置偏移检测结构及其检测方法、切割装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种刀片位置偏移检测结构，包括定位校准模块和投影获取模块；其中，

所述定位校准模块的中心轴线作为定位基线；

所述投影获取模块获取刀片与所述定位校准模块的侧面投影图，并根据所述定位基线分析检测出所述刀片的偏移量。

在一具体实施例中，所述投影获取模块包括反射镜组件和主轴镜头；所述反射镜组件将所述刀片与所述定位校准模块的侧面位置关系投影至所述主轴镜头，所述主轴镜头根据所述刀片与所述定位校准模块的侧面位置关系，以获得所述侧面投影图。

在一具体实施例中，所述反射镜组件包括第一反射镜、第二反射镜及第三反射镜；通过所述第一反射镜、第二反射镜及第三反射镜依次反射，将所述刀片与所述定位校准模块的侧面位置关系投影至所述主轴镜头。

在一具体实施例中，所述投影获取模块包括辅助镜头，所述辅助镜头位于所述定位校准模块的侧面，用于获取刀片与所述定位校准模块的侧面投影图。

在一具体实施例中，所述定位校准模块包括固定块，所述固定块上设有定位部，所述定位部的中心轴线作为所述定位基线。

在一具体实施例中，所述固定块与定位部为一体成型结构。

在一具体实施例中，所述定位部为凸形状、凹形状、平面形状或针形状。

第二方面，本发明实施例提供了一种刀片位置偏移检测结构的检测方法，包括以下步骤：

以定位校准模块的中心轴线作为定位基线；

将刀片朝定位校准模块的位置下降直至刀片与定位校准模块处于投影获取模块的捕抓范围；

获取刀片与定位校准模块的侧面投影图；

根据定位基线和侧面投影图分析检测出刀片的偏移量。

在一具体实施例中，所述根据定位基线和侧面投影图分析检测出刀片的偏移量步骤中，通过比对定位基线与刀片的中心轴线，计算出两者的偏差，即刀片的偏移量。

第三方面，本发明实施例提供了一种切割装置，包括如上述的刀片位置偏移检测结构及切割本体，所述刀片固定于所述切割本体，所述切割本体根据所述刀片的偏移量进行相应的补偿。

本发明与现有技术相比的有益效果是：可在不接触晶片的情况下完成刀片位置偏移的检测，从而可实现预防性检测，同时不受晶片表面形貌的影响，可更广泛的应用在不同的产品当中。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的刀片位置偏移检测结构实施例一的示意图；

图2为图1的主视示意图；

图3为图1的俯视示意图；

图4为图1的侧视示意图；

图5为本发明实施例提供的刀片位置偏移检测结构实施例二的示意图；

图6为本发明实施例提供的刀片位置偏移量的示意图一；

图7为本发明实施例提供的刀片位置偏移量的示意图二；

图8为本发明实施例提供的刀片位置偏移量的示意图三；

图9为本发明实施例提供的刀片位置偏移量的示意图四；

图10为本发明实施例提供的刀片位置偏移检测结构的检测方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

参见图1至图9所示，本发明公开了一种刀片位置偏移检测结构，包括定位校准模块10和投影获取模块20；其中，

所述定位校准模块10的中心轴线作为定位基线；

所述投影获取模块20获取刀片30与所述定位校准模块10的侧面投影图，并根据所述定位基线分析检测出所述刀片30的偏移量。

具体地，以定位校准模块10的中心轴线作为定位基线，通过光学反射或辅助摄像头，获得定位校准模块10与刀片30的侧面位置关系投影，以得到侧面投影图，然后根据定位基线分析检测出刀片30的偏移量，为后续生产提供具体参数，便于对刀片30位置进行补偿，以提高晶片的切割精度。

实施例一

参见图1至图4所示，所述投影获取模块20包括反射镜组件21和主轴镜头22；所述反射镜组件21将所述刀片30与所述定位校准模块10的侧面位置关系投影至所述主轴镜头22，所述主轴镜头22根据所述刀片30与所述定位校准模块10的侧面位置关系，以获得所述侧面投影图。

具体地，通过反射镜组件21将定位校准模块10的侧面位置关系投影至主轴镜头22，主轴镜头22根据刀片30与定位校准模块10的侧面位置关系，以获得侧面投影图。

在一实施例中，所述反射镜组件21包括第一反射镜211、第二反射镜212及第三反射镜213；通过所述第一反射镜211、第二反射镜212及第三反射镜213依次反射，将所述刀片30与所述定位校准模块10的侧面位置关系投影至所述主轴镜头22。

具体地，通过设置三面反射镜，即第一反射镜211、第二反射镜212及第三反射镜213，三面反射镜依次反射投影将刀片30与定位校准模块10的侧面位置关系投影至主轴镜头22，以得到侧面投影图。

优选地，主轴镜头22为摄像头。

实施例二

参见图5所示，所述投影获取模块20包括辅助镜头23，所述辅助镜头23位于所述定位校准模块10的侧面，用于获取刀片30与所述定位校准模块20的侧面投影图。

优选地，辅助镜头23为摄像头，用于捕获刀片30与定位校准模块20的侧面投影图，简单直接且高效。

在一实施例中，所述定位校准模块10包括固定块11，所述固定块11上设有定位部12，所述定位部12的中心轴线作为所述定位基线。

具体地，通过固定块11上设有定位部12，以定位部12的中心轴线作为定位基线，定位精确且便于识别。

在一实施例中，所述固定块11与定位部12为一体成型结构，强度高且只需一套生产模具即可，降低了生产成本。

参见图6至图9所示，所述定位部12为凸形状、凹形状、平面形状或针形状，具体可根据实际需要进行选择，以适应不同的应用场景。

如图10所示，本发明实施例还提供了一种刀片位置偏移检测结构的检测方法，包括以下步骤：

S1，以定位校准模块的中心轴线作为定位基线；

S2，将刀片朝定位校准模块的位置下降直至刀片与定位校准模块处于投影获取模块的捕抓范围；

具体地，捕抓范围是指投影获取模块能同时捕抓到定位校准模块和刀片的投影图像。

S3，获取刀片与定位校准模块的侧面投影图；

S4，根据定位基线和侧面投影图分析检测出刀片的偏移量。

在一实施例中，在S4步骤中，通过比对定位基线与刀片的中心轴线，计算出两者的偏差，即刀片的偏移量。

在一实施例中，在S4步骤之后，还包括：根据所测刀片的偏移量，将刀片位置进行相应的补偿，如刀片偏移量较大，可重复S2-S4步骤进行多次测量，直至刀片偏移量在合理范围内。

具体地，分析检测和补偿采用如下方式：假设对准机构(主镜头)与刀片有相对固定的位置A，对准机构通过正面拍照对准固定块的中心线，并下刀通过侧面投影找到固定块中心线和刀片中心线的偏差值a，将偏差值a补偿到A中，从而得到对准机构和刀片的心的位置关系B，以完成刀片偏移量的校准和补偿。

具体地，合理范围可根据具体晶片的切割道来确定，一般在1-5um以内。

本实施例提供以下具体实施方式：

实施方式一

A1，增加一组校准用的固定块及若干光学镜片；

A2，将光学镜片错位分布，使其能将固定块的侧面投影映射到主轴镜头中；

A3，在需要进行刀片位置偏移检测时(如更换刀片等)，主镜头移动至固定块处，并定位至固定块中心(对准)；

A4，在完成对准后，刀片朝着对准的位置缓慢下降刀合适的检测高度，(此高度可由传感器检测或由主轴镜头动态捕捉)，以使主轴镜头能同时捕抓到固定块和刀片的投影图像；

A5，主轴镜头通过反射镜的多次光学反射后，获得侧面投影图；

A6，通过软件算法寻找出固定块的中心轴线和刀片的中心轴线，并计算出二者轴线的偏差，从而获得刀片的偏移量；

A7，根据所测刀片偏移量，将刀片位置进行相应的补偿；

A8，如偏移量较大，可重复A3-A7步骤进行多次测量，直至偏移量在合理范围内；

A9，完成刀片位置偏移测量后，继续执行切割任务。

实施方式二

B1，增加一组辅助镜头以直接捕获固定块与刀片的侧面投影；

B2，在需要进行刀片位置偏移检测时(如更换刀片等)，主镜头移动至固定块处，并定位至固定块中心(对准)；

B3，在完成对准后，刀片朝着对准的位置缓慢下降刀合适的检测高度(此高度可由传感器检测或由辅助镜头动态捕捉)，以使辅助镜头能同时捕抓到固定块和刀片的投影图像；

B4，辅助镜头直接获得侧面投影图；

B5，通过软件算法寻找出固定块的中心轴线和刀片的中心轴线，并计算出二者轴线的偏差，从而获得刀片的偏移量；

B6，根据所测刀片偏移量，将刀片位置进行相应的补偿；

B7，如偏移量较大，可重复B2-B6步骤进行多次测量，直至偏移量在合理范围内；

B8，完成刀片位置偏移测量后，继续执行切割任务。

本发明实施例还提供了一种切割装置，包括如上述的刀片位置偏移检测结构及切割本体，所述刀片固定于所述切割本体，所述切割本体根据所述刀片的偏移量进行相应的补偿。

具体地，当刀片位置偏移测量完成后，切割本体携带刀片继续执行切割任务。

本发明通过在切割装置中设置一个校准用的固定块，在镜头完成对固定块的定位后，将刀片缓慢下降至检测位置，随后通过光学反射到主摄像头或辅助摄像头，获得固定块与刀片的侧面投影；在获得侧面投影后，根据图像分析检测刀片中心与固定块中心的偏移量，从而确定刀片的偏移量，并对刀片位置进行补偿；使得可在不接触晶片的情况下完成刀片位置偏移的检测，实现预防性检测，且不受晶片表面形貌的影响，可广泛应用在不同的产品中。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种刀片位置偏移检测结构，其特征在于，包括定位校准模块和投影获取模块；其中，

所述定位校准模块的中心轴线作为定位基线；

所述投影获取模块获取刀片与所述定位校准模块的侧面投影图，并根据所述定位基线分析检测出所述刀片的偏移量。

2.根据权利要求1所述的一种刀片位置偏移检测结构，其特征在于，所述投影获取模块包括反射镜组件和主轴镜头；所述反射镜组件将所述刀片与所述定位校准模块的侧面位置关系投影至所述主轴镜头，所述主轴镜头根据所述刀片与所述定位校准模块的侧面位置关系，以获得所述侧面投影图。

3.根据权利要求2所述的一种刀片位置偏移检测结构，其特征在于，所述反射镜组件包括第一反射镜、第二反射镜及第三反射镜；通过所述第一反射镜、第二反射镜及第三反射镜依次反射，将所述刀片与所述定位校准模块的侧面位置关系投影至所述主轴镜头。

4.根据权利要求1所述的一种刀片位置偏移检测结构，其特征在于，所述投影获取模块包括辅助镜头，所述辅助镜头位于所述定位校准模块的侧面，用于获取刀片与所述定位校准模块的侧面投影图。

5.根据权利要求1所述的一种刀片位置偏移检测结构，其特征在于，所述定位校准模块包括固定块，所述固定块上设有定位部，所述定位部的中心轴线作为所述定位基线。

6.根据权利要求5所述的一种刀片位置偏移检测结构，其特征在于，所述固定块与定位部为一体成型结构。

7.根据权利要求5所述的一种刀片位置偏移检测结构，其特征在于，所述定位部为凸形状、凹形状、平面形状或针形状。

8.一种刀片位置偏移检测结构的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

以定位校准模块的中心轴线作为定位基线；

将刀片朝定位校准模块的位置下降直至刀片与定位校准模块处于投影获取模块的捕抓范围；

获取刀片与定位校准模块的侧面投影图；

根据定位基线和侧面投影图分析检测出刀片的偏移量。

9.根据权利要求8所述的一种刀片位置偏移检测结构的检测方法，其特征在于，所述根据定位基线和侧面投影图分析检测出刀片的偏移量步骤中，通过比对定位基线与刀片的中心轴线，计算出两者的偏差，即刀片的偏移量。

10.一种切割装置，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的刀片位置偏移检测结构及切割本体，所述刀片固定于所述切割本体，所述切割本体根据所述刀片的偏移量进行相应的补偿。

Images