CN117558658A - 晶圆检测用图像摄取装置及晶圆检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于晶圆检测技术领域，公开了一种晶圆检测用图像摄取装置及晶圆检测方法。该晶圆检测用图像摄取装置包括支撑机构、转动机构、摄像机构和调节机构。支撑机构包括底座和支撑架；承载台与底座之间通过转动机构连接，承载台能够通过转动机构绕自身轴线转动，转动机构能够限制承载台的转动角度，并且能够使承载台锁定；摄像机构包括相机；摄像机构通过调节机构与支撑架连接，摄像机构能够通过调节机构移动。在相机拍摄晶圆边缘下一个点位时，只需要转动承载台直至承载台无法转动时，承载台即转过设定好的角度，还能够锁定承载台避免承载台的回转，确保拍摄点位均布于晶圆的边缘，避免计算晶圆的圆心时出现误差。

Description

晶圆检测用图像摄取装置及晶圆检测方法

技术领域

本发明涉及晶圆检测技术领域，尤其涉及一种晶圆检测用图像摄取装置及晶圆检测方法。

背景技术

晶圆是半导体的薄片，主要用于集成电路的制造，是芯片制造的重要零件。晶圆超精密修边是芯片封装制程中的重要工序，在晶圆进行超精密减薄之前，需要使用一种超精密晶圆修边设备对厚度750μm晶圆薄片的边缘切割出一道深150μm、宽20μm的凹槽，这一道凹槽可有效降低晶圆薄片在后续减薄工艺中发生破片、翘曲等不良现象的概率。

在晶圆的超精密修边设备中，通常需要对晶圆的圆心进行检测计算，并与晶圆承载台的圆心进行对比，当两者圆心偏移量大于一定值，设备将会进行晶圆取放精度进行纠偏。在视觉检测中，需要对晶圆边缘的四个点进行拍照取点，相机通常固定不动，通过转动承载台使晶圆转动来使固定的相机拍摄晶圆边缘不同位置的点，四个点应当在晶圆边缘均匀间隔分布，也就是说需要根据不同的检测装置将晶圆转动对应的角度，而现有的装置通常只能通过操作人员徒手进行转动，难以进行精确的转动，造成所拍摄的四个点位并非均布与晶圆的边缘，会导致后续晶圆圆心的计算出现误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶圆检测用图像摄取装置及晶圆检测方法，以解决现有晶圆检测用图像摄取装置难以准确转动晶圆至需要的角度，使得相机所拍摄的点无法均布于晶圆边缘的技术问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

晶圆检测用图像摄取装置，包括：

支撑机构，包括底座和支撑架；

承载台；

转动机构，所述承载台与所述底座之间通过所述转动机构连接，所述承载台能够通过所述转动机构绕自身轴线转动，所述转动机构能够限制所述承载台的转动角度，并且能够使所述承载台锁定；

摄像机构，包括相机；

调节机构，所述摄像机构通过所述调节机构与所述支撑架连接，所述摄像机构能够通过所述调节机构移动。

作为优选地，所述转动机构包括轴承座、轴承、转轴、连接法兰和限位组件，所述轴承座与所述底座连接，所述轴承的外圈与所述轴承座连接，所述轴承的内圈与所述转轴连接，所述转轴远离所述轴承座的一端与所述连接法兰连接，所述连接法兰与所述承载台连接，所述限位组件能够限制所述转轴的转动角度。

作为优选地，所述限位组件包括限位顶丝和至少两个限位挡块，所述轴承座远离所述底座的一端设置有多个安装槽，至少两个所述限位挡块间隔设置于所述安装槽内，且所述限位挡块的一端伸出所述安装槽，所述限位顶丝与所述连接法兰连接，所述转轴转动时能够带动所述限位顶丝转动，所述限位挡块能够与所述限位顶丝抵接以限制所述转轴的转动。

作为优选地，所述限位挡块由磁性材料制成。

作为优选地，所述支撑架包括两个支撑柱和两个支撑座，所述支撑座一侧与所述支撑柱连接，所述支撑座一侧与所述底座可拆卸连接。

作为优选地，所述支撑架还包括夹持件，所述调节机构通过所述夹持件与所述支撑柱连接。

作为优选地，所述调节机构包括连接板和安装板，所述连接板与所述夹持件连接，所述摄像机构与所述安装板连接，所述连接板设置有滑槽，所述安装板设置有滑块，所述安装板能够带动所述摄像机构沿所述滑槽移动。

作为优选地，所述摄像机构还包括镜头和光源，所述镜头与所述连接板连接，所述镜头远离所述承载台的一端与所述相机连接，所述镜头的另一端与所述光源连接。

作为优选地，所述相机为CCD相机。

晶圆检测方法，采用如上所述的晶圆检测用图像摄取装置完成，包括

S1、根据检测需求，调整转动机构限制承载台的转动角度；

S2、将晶圆放置于承载台上；

S3、通过调节机构调节摄像机构的位置，使晶圆的边缘出现于相机的视野内并拍摄；

S4、转动承载台至无法继续转动，调节摄像机构至该位置的晶圆边缘出现于相机的视野内并进行拍摄；

S5、重复S1-S4直至得出晶圆四个边缘点的坐标；

S6、根据四个边缘点的坐标计算出晶圆的圆心。

有益效果：本发明提供一种晶圆检测用图像摄取装置，该晶圆检测用图像摄取装置包括支撑机构、承载台、转动机构、摄像机构和调节机构。承载台与底座之间通过转动机构连接，使得承载台能够绕自身轴线转动，在进行检测时，根据检测需求通过转动机构限制承载台的转动角度，通过调节机构调节好摄像机构的位置，在相机拍摄晶圆边缘下一个点位时，只需要转动承载台直至承载台无法转动时，承载台即转过设定好的角度，确保转动的精确，且不需要操作人员精细操作，降低了操作难度，在承载台转动到位时还能够锁定承载台避免承载台的回转，进一步保证了转动的精确，确保了拍摄点位均匀分布于晶圆的边缘，避免后续计算晶圆的圆心时出现误差。

本发明还提供一种晶圆检测方法，通过上述晶圆检测用图像摄取装置完成。先根据检测需求调整转动机构限制承载台的转动角度，再将晶圆放置于承载台上，在检测过程中，只需要将承载台转动至无法转动即能够将晶圆转动到需要的角度，以实现相机准确地拍摄晶圆上的点位，避免拍摄点位不能均布于晶圆边缘，提高检测的准确度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的晶圆检测用图像摄取装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的晶圆检测用图像摄取装置的正视图；

图3是本发明实施例提供的转轴机构的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的转轴机构的结构分解图。

图中：

100、晶圆；

1、支撑机构；11、底座；12、支撑架；121、支撑柱；122、支撑座；13、夹持件；14、定位板；

2、承载台；

3、转动机构；31、轴承座；311、安装槽；32、轴承；33、转轴；34、连接法兰；35、限位组件；351、限位顶丝；352、限位挡块；

4、摄像机构；41、相机；42、镜头；43、光源；

5、调节机构；51、连接板；52、安装板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，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。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在视觉检测中，需要对晶圆边缘的四个点进行拍照取点，相机通常固定不动，通过转动承载台使晶圆转动来使固定的相机拍摄晶圆边缘不同位置的点，四个点应当在晶圆边缘均匀间隔分布，也就是说需要根据不同的检测装置将晶圆转动对应的角度，而现有的装置通常只能通过操作人员徒手进行转动，难以进行精确的转动，造成所拍摄的四个点位并非均布与晶圆的边缘，会导致后续晶圆圆心的计算出现误差。因此，本实施例提供一种晶圆检测用图像摄取装置，以解决上述问题。

参考图1-图4，本实施例提供的一种晶圆检测用图像摄取装置包括支撑机构1、承载台2、转动机构3、摄像机构4和调节机构5。承载台2用于承载晶圆100，调节机构5能够调节摄像机构4的位置以对晶圆100进行检测，承载台2通过转动机构3与底座11连接，转动机构3能够使承载台2在固定角度内转动，并在需要的角度锁定，使摄像机构4准确的定点，方便操作人员进行检测，同时提高晶圆100检测的准确度。

支撑机构1包括底座11和支撑架12；承载台2与底座11之间通过转动机构3连接，承载台2能够通过转动机构3绕自身轴线转动，转动机构3能够限制承载台2的转动角度，并且能够使承载台2锁定；摄像机构4包括相机41，摄像机构4通过调节机构5与支撑架12连接，摄像机构4能够通过调节机构5移动。

承载台2与底座11之间通过转动机构3连接，使得承载台2能够绕自身轴线转动，在进行检测时，根据检测需求通过转动机构3限制承载台2的转动角度，通过调节机构5调节好摄像机构4的位置，在相机41拍摄晶圆100边缘下一个点位时，只需要转动承载台2直至承载台2无法转动时，承载台2即转过设定好的角度，确保转动的精确，且不需要操作人员精细操作，降低了操作难度，在承载台2转动到位时还能够锁定承载台2避免承载台2的回转，进一步保证了转动的精确，确保了拍摄点位均匀分布于晶圆100的边缘，避免后续计算晶圆100的圆心时出现误差。

具体地，转动机构3包括轴承座31、轴承32、转轴33、连接法兰34和限位组件35，轴承座31与底座11连接，轴承32的外圈与轴承座31连接，轴承32的内圈与转轴33连接，转轴33远离轴承座31的一端与连接法兰34连接，连接法兰34与承载台2连接，限位组件35能够限制转轴33的转动角度。通过轴承32实现承载台2的转动，使得承载台2的转动顺滑，限位组件35限制承载台2的转动角度，只需提前设定限制的角度，在转动承载台2时只需将承载台2转动至不能转动即可精准的转动需要的角度。

具体地，限位组件35包括限位顶丝351和至少两个限位挡块352，轴承座31远离底座11的一端设置有多个安装槽311，至少两个限位挡块352间隔设置于安装槽311内，且限位挡块352的一端伸出安装槽311，限位顶丝351与连接法兰34连接，转轴33转动时能够带动限位顶丝351转动，限位挡块352能够与限位顶丝351抵接以限制转轴33的转动，使得承载台2只能带动限位顶丝351在两个限位挡块352之间移动，只需要根据需要的角度将限位挡块352设置于相应的安装槽311内，即可使承载台2实现精准的转动。

示例性地，当需要将晶圆100转动90°再通过检测装置进行拍摄时，只需要将限位挡块352分别设置于间隔四分之一圆的两个安装槽311内即可。

在此对安装槽311的数量不做限制，安装槽311的数量应根据日常检测需要设置，在本实施例中，设置有八个安装槽311，可以组合多种转动角度，满足多种检测需要。

在此对限位挡块352和限位顶丝351的材料不做限制，在本实施例中，限位挡块352由磁性材料制成，限位顶丝351由铁制材料制成，使得限位顶丝351能够在与限位挡块352抵接时能够锁定在限位挡块352上，以完成对承载台2的锁定，避免检测过程中承载台2的转动，同时降低定位晶圆100转动角度的难度。在其他实施例中，限位挡块352和限位顶丝351也可以使用能够互相粘接的材料制成。

具体地，支撑架12包括两个支撑柱121和两个支撑座122，支撑座122一侧与支撑柱121连接，支撑座122一侧与底座11可拆卸连接，方便拆卸更换摄像机构4，同时能够根据检测需要求设置支撑柱121和支撑座122的位置。

进一步地，支撑架12还包括夹持件13，调节机构5通过夹持件13与支撑柱121连接，夹持件13设置有通过孔和连接孔，支撑柱121穿设于通过孔内，调节机构5通过螺栓与夹持件13的连接孔连接，夹持件13可以沿支撑柱121调节位置以改变摄像机构4与晶圆100之间的距离。

进一步地，支撑架12还包括定位板14，定位板14的两端设置有定位槽，当设置两套摄像机构4与调节机构5时，定位板14能够夹设于两个夹持件13上，两个夹持件13位位于两个定位槽内，定位板14能够避免夹持件13沿支撑柱121的轴线转动。

进一步地，调节机构5包括连接板51和安装板52，连接板51与夹持件13连接，摄像机构4与安装板52连接，连接板51设置有滑槽，安装板52设置有滑块，安装板52能够带动摄像机构4沿滑槽移动，以改变摄像机构4的位置，方便摄像机构4对准晶圆100的边缘。

在此对连接板51和安装板52的具体连接方式不做限制，在本实施例中，连接板51的底端设置有滑槽，安装板52的顶端设置有滑块，滑块与滑槽滑动连接，使得安装板52能够相对连接板51移动。在其他实施例中也可以是安装板52设置有导杆，连接板51设置有容置腔，导杆滑动设置于容置腔内，使安装板52能够相对于连接板51转动。

进一步地，测机构还包括镜头42和光源43，镜头42与连接板51连接，镜头42远离承载台2的一端与相机41连接，镜头42的另一端与光源43连接，使相机41能够更清楚地成像，确保检测结果的准确。

在此对相机41的具体种类不做限制，在本实施例中相机41为CCD(charge coupleddevice，电荷耦合器件)相机，CCD相机体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击的特性，能够尽可能的保证检测的准确性。

本实施例还提供一种晶圆检测方法，采用上述晶圆检测用图像摄取装置完成，包括：

S1、根据检测需求，调整转动组件限制承载台2的转动角度；

S2、将晶圆100放置于承载台2上；

S3、通过调节机构5调节摄像机构4的位置，使晶圆100的边缘出现于相机41的视野内并拍摄；

S4、转动承载台2至无法继续转动，调节摄像机构4至该位置的晶圆100边缘出现于相机41的视野内并进行拍摄；

S5、重复S1-S4直至得出晶圆100四个边缘点的坐标；

S6、根据四个边缘点的坐标计算出晶圆100的圆心。

本实施例提供的一种晶圆检测方法，通过上述晶圆检测用图像摄取装置完成。先根据检测需求调整转动组件限制承载台2的转动角度，再将晶圆100放置于承载台2上，再检测过程中，只需要将承载台2转动至无法转动即能够将晶圆100转动到需要的角度，以实现相机41准确地拍摄晶圆100上的点位，避免拍摄点位不能均布于晶圆100边缘，提高检测的准确度。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.晶圆检测用图像摄取装置，其特征在于，包括：

支撑机构(1)，包括底座(11)和支撑架(12)；

承载台(2)；

转动机构(3)，所述承载台(2)与所述底座(11)之间通过所述转动机构(3)连接，所述承载台(2)能够通过所述转动机构(3)绕自身轴线转动，所述转动机构(3)能够限制所述承载台(2)的转动角度，并且能够使所述承载台(2)锁定；

摄像机构(4)，包括相机(41)；

调节机构(5)，所述摄像机构(4)通过所述调节机构(5)与所述支撑架(12)连接，所述摄像机构(4)能够通过所述调节机构(5)移动。

2.根据权利要求1所述的晶圆检测用图像摄取装置，其特征在于，所述转动机构(3)包括轴承座(31)、轴承(32)、转轴(33)、连接法兰(34)和限位组件(35)，所述轴承座(31)与所述底座(11)连接，所述轴承(32)的外圈与所述轴承座(31)连接，所述轴承(32)的内圈与所述转轴(33)连接，所述转轴(33)远离所述轴承座(31)的一端与所述连接法兰(34)连接，所述连接法兰(34)与所述承载台(2)连接，所述限位组件(35)能够限制所述转轴(33)的转动角度。

3.根据权利要求2所述的晶圆检测用图像摄取装置，其特征在于，所述限位组件(35)包括限位顶丝(351)和至少两个限位挡块(352)，所述轴承座(31)远离所述底座(11)的一端设置有多个安装槽(311)，至少两个所述限位挡块(352)间隔设置于所述安装槽(311)内，且所述限位挡块(352)的一端伸出所述安装槽(311)，所述限位顶丝(351)与所述连接法兰(34)连接，所述转轴(33)转动时能够带动所述限位顶丝(351)转动，所述限位挡块(352)能够与所述限位顶丝(351)抵接以限制所述转轴(33)的转动。

4.根据权利要求3所述的晶圆检测用图像摄取装置，其特征在于，所述限位挡块(352)由磁性材料制成。

5.根据权利要求1所述的晶圆检测用图像摄取装置，其特征在于，所述支撑架(12)包括两个支撑柱(121)和两个支撑座(122)，所述支撑座(122)一侧与所述支撑柱(121)连接，所述支撑座(122)一侧与所述底座(11)可拆卸连接。

6.根据权利要求5所述的晶圆检测用图像摄取装置，其特征在于，所述支撑架(12)还包括夹持件(13)，所述调节机构(5)通过所述夹持件(13)与所述支撑柱(121)连接。

7.根据权利要求6所述的晶圆检测用图像摄取装置，其特征在于，所述调节机构(5)包括连接板(51)和安装板(52)，所述连接板(51)与所述夹持件(13)连接，所述摄像机构(4)与所述安装板(52)连接，所述连接板(51)设置有滑槽，所述安装板(52)设置有滑块，所述安装板(52)能够带动所述摄像机构(4)沿所述滑槽移动。

8.根据权利要求6所述的晶圆检测用图像摄取装置，其特征在于，所述摄像机构(4)还包括镜头(42)和光源(43)，所述镜头(42)与所述连接板(51)连接，所述镜头(42)远离所述承载台(2)的一端与所述相机(41)连接，所述镜头(42)的另一端与所述光源(43)连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的晶圆检测用图像摄取装置，其特征在于，所述相机(41)为CCD相机(41)。

10.晶圆检测方法，采用权利要求1-9所述的晶圆检测用图像摄取装置完成，其特征在于，包括

S1、根据检测需求，调整转动机构(3)限制承载台(2)的转动角度；

S2、将晶圆(100)放置于承载台(2)上；

S3、通过调节机构(5)调节摄像机构(4)的位置，使晶圆(100)的边缘出现于相机(41)的视野内并拍摄；

S4、转动承载台(2)至无法继续转动，调节摄像机构(4)至该位置的晶圆(100)边缘出现于相机(41)的视野内并进行拍摄；

S5、重复S1-S4直至得出晶圆(100)四个边缘点的坐标；

S6、根据四个边缘点的坐标计算出晶圆(100)的圆心。