CN214334653U - 视觉检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请揭示了一种视觉检测装置，包括一晶圆载盘、至少一光源模组、以及至少一影像撷取模组，晶圆载盘用于承载一晶圆，并具有复数开孔，开孔贯穿晶圆载盘；光源模组设置于晶圆载盘相对于承载晶圆的另一侧，光源模组对应于开孔，且能投射光线至开孔；影像撷取模组位于晶圆载盘承载晶圆的这一侧，用以撷取晶圆缘边的影像；借此，因光源模组提供光线经开孔投射出来，使影像撷取模组撷取的晶圆边缘影像更为清晰。

Description

视觉检测装置

技术领域

本申请属于一种视觉检测装置的技术领域，具体涉及一种用于晶圆戴盘以辅助检查晶圆圆心位置的装置。

背景技术

目前雷射加工机欲对晶圆加工前，须先进行晶圆中心对准作业，如图1 所示，传统的方式是在一晶圆载盘11上方设有一影像撷取装置12，晶圆A 是黏贴于胶膜B上且放置于晶圆载盘11上，之后由影像撷取装置12撷取晶圆A边缘至少三个定点的影像，实际上是撷取4个定位点的影像，之后经多次演算其中至少三个定位点，获得晶圆圆心位置，便于后续雷射加工于晶圆A正确位置开槽。但影像撷取装置12仅于上方拍摄，由于晶圆A边缘与胶膜 B之间颜色不够分明，各种型号的晶圆A边缘铣边方式不一致，加上晶圆A 边缘还有一定的倒角和弧度，会使影像撷取装置12所撷取的晶圆A边缘图案复杂化，造成影像不易辨识，如图2A～图2D所示，为获得的晶圆A边案复杂化的图案，之后造成晶圆A边缘与胶带B的误判及漏判，使晶圆圆心判断错误，导致效率损失及胶膜B破损问题。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种视觉检测装置。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种视觉检测装置，主要是在晶圆载盘的晶圆所在处的另一侧增设光源模组，配合晶圆载盘另增设的复数个开孔，使影像撷取装置所获得的影像品质更为清晰，以减少误判或漏判，维护后续加工的品质的精准度。

为了实现上述目的，本申请一实施例提供的技术方案如下：

一实施例中，提供了一种视觉检测装置，包括：一晶圆载盘、一光源模组、以及一影像撷取模组，晶圆载盘用于承载一晶圆，并具有复数开孔，开孔贯穿晶圆载盘；光源模组设置于晶圆载盘相对于承载晶圆的另一侧，光源模组对应于开孔且能投射光线至开孔；影像撷取模组位于晶圆载盘承载晶圆的这一侧，用以撷取晶圆边缘影像；借此，因光源模组提供光线经开孔投射出来，使影像撷取模组撷取的晶圆边缘影像更为清晰。

作为较佳优选实施方案之一，开孔位置对应于晶圆放置于晶圆载盘后的圆周边缘，晶圆放置后虽局部覆盖开孔但仍维持预定的光透量。

作为较佳优选实施方案之一，复数个开孔位置是呈等角度分布于晶圆载盘上。

作为较佳优选实施方案之一，开孔内设有至少一透镜，当光源模组投射光线经透镜后，会呈平行光投射晶圆边缘。

作为较佳优选实施方案之一，光源模组为灯泡或导光体。

作为较佳优选实施方案之一，导光体为平面光源或环型光源。

作为较佳优选实施方案之一，灯泡与开孔在正交投影上，灯泡的投影面积大于开孔的投影面积。

作为较佳优选实施方案之一，平面光源为圆形的发光表面，发光表面与开孔在正交投影上，发光表面的投影面积大于开孔的投影面积。

作为较佳优选实施方案之一，环型光源包含外环半径及内环半径，其中开孔的直径小于外环半径减内环半径的差值，且环型光源与开孔在正交投影上，开孔的投影面积包含在环型光源的投影面积中。

与现有技术相比，本申请具有下列具体的功效：

1、本申请在晶圆载盘的另一侧增设光源模组，光源模组投射的光线有助于影像撷取模组获得更清晰的影像，克服表面影像识别范围小、晶圆表面影像复杂等问题，使误判率或漏判率由≥40％降至≤3％，进而提升后续加工的良率。

2、本申请在晶圆载盘的另一侧增设光源模组，可使影像撷取模组获得影像速度更为快速且清晰，提升装置的使用效率。

3、本申请在晶圆载盘的另一侧增设光源模组，对视觉检测装置而言，结构改良区域少，且设计施作容易，成本低，有效使加工品质提升，能以最低的成本获得最佳的利益。

4、本申请能在开孔内增设至少一透镜，使影像撷取模组获得更好的影像品质，有助于晶圆圆心的确认。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统的视觉检测装置的立体图；

图2A为传统的视觉检测装置所获得的影像的示意图(一)；

图2B为传统的视觉检测装置所获得的影像的示意图(二)；

图2C为传统的视觉检测装置所获得的影像的示意图(三)；

图2D为传统的视觉检测装置所获得的影像的示意图(四)

图3为本申请视觉检测装置第一实施例的立体图；

图4为本申请视觉检测装置第一实施例的架构图；

图5为本申请视觉检测装置第一实施例的晶圆载盘俯视图；

图6为本申请视觉检测装置所获得的影像示意图；

图7为本申请视觉检测装置第二实施例的立体图；

图8A为本申请视觉检测装置的光源模组第一种实施例的示意图；

图8B为本申请视觉检测装置的光源模组第二种实施例的示意图；

图8C为本申请视觉检测装置的光源模组第三种实施例的示意图。

附图标号说明：11-晶圆载盘；12-影像撷取装置；A-晶圆；B-胶膜；2- 晶圆载盘；21-开孔；22-透镜；3-光源模组；4-影像撷取模组；5-旋转单元；6-处理单元；F-焦距；3A-光源模组；3B-光源模组；3C-光源模组；R1-外径； R2-外径；R3-外环半径；r3-内环半径。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本申请进行详细描述。但该等实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。

如图3所示，为本申请视觉检测装置第一实施例立体图。视觉检测装置包含一晶圆载盘2、至少一光源模组3、以及至少一影像撷取模组4。晶圆载盘2用于承载一晶圆A，并具有复数开孔21，开孔21贯穿晶圆载盘2；光源模组3被配置于邻近开孔21，且设置于晶圆载盘2相对于承载晶圆A的另一侧，光源模组3能投射光线至开孔21；影像撷取模组4位于晶圆载盘2承载晶圆A的这一侧上方，用以撷取晶圆A边缘的影像，借此，因光源模组3提供光线经开孔21投射出来，使影像撷取模组4撷取的晶圆A边缘影像更为清晰。

接着就本申请各构件进行一详细的说明：

如图3及图4所示，本申请晶圆载盘2可以为一圆型的陶瓷承载盘，负责供晶圆A放置其上(图中假想线为晶圆A预定放置位置)。晶圆载盘2开设有复数个贯穿的开孔21，每个开孔21的位置对应于晶圆A放置后的圆周边缘位置，在本实施例中开孔21数目设有4个，且开孔21为圆孔结构，复数开孔21呈等角度分布，但并不以此为限。晶圆载盘2底部设有旋转单元5，由旋转单元5带动晶圆载盘2旋转，便于上方的影像撷取模组4能撷取晶圆 A不同位置的影像。

光源模组3位于晶圆载盘2的下方，位置邻近于开孔21，负责投射光线至开孔21内。在本实施例中，光源模组3可为灯泡、导光体，以提供光线经开孔21照射于晶圆A边缘，让影像撷取模组4获得清晰的影像。导光体主要是由发光二极体及导光元件所构成。如图5所示，当晶圆A放置于晶圆载盘2上，晶圆A虽会覆盖开孔21局部，但开孔21未被覆盖的部分藉由光源模组3的照射与晶圆A的边缘产生亮度对比，开孔21被覆盖的面积优选为不大于完整开孔21的四分之三，但不以此为限，开孔21透光的面积主要满足晶圆A边缘的照度(透光量)达到影像撷取模组4撷取所需的标准。

影像撷取模组4为一光学摄影镜头组，能由上向下拍摄影像，其中至少须拍摄晶圆A边缘至少三处的影像，在本实施例中是拍摄四个定位点影像。影像撷取模组4连接一处理单元6，影像撷取模组4所获得的影像是送至处理单元6，经影像处理作业后，利用三个定位点去演算出圆心所在，系统可经由选取多个不同的三个定位点，以验证最后的圆心位置。

综合以上所述，本申请当晶圆A放置于晶圆载盘2后，旋转单元5带动晶圆载盘2旋转，使其中一开孔21位置对应光源模组3，之后光源模组2投射光线进入开孔21内，如图6所示，让上方影像撷取模组4获得清晰的晶圆 A边缘影像，并将影像资料传至处理单元6收集。后续以相同方式运作，于四个开孔21所在处，获得晶圆A边缘四个定点影像，之后经演算就能获得最正确的圆心位置。

影像撷取模组4所获得的影像品质，与光源模组4投射出的光线强弱及开孔21的出光量有着直接的关系。为此本申请也作了一些设计，以满足此项要求。如图7所示，为本申请第二实施例图。在本实施中主要是改良开孔21 内部的结构。在本申请中，开孔21内增设至少一透镜22。透镜22可为凸透镜、菲涅尔透镜(Fresnel lens)，光源模组3所在位置对应于透镜22的焦距 F，如此一来光源模组3投出的光线，可经透镜22作用转换为平行光，进而使通过开孔21的光线增加，满足影像撷取模组4影像撷取标准。

再者，本申请也可藉由控制或增加光源模组的尺寸或发光强度，达到所需的影像撷取标准亮度。如图8A所示，例如开孔21的直径为2公分，光源模组3A可选择一灯泡，灯泡的外径R1须大于2公分方能与开孔21匹配，使灯泡与开孔21在正交投影上，灯泡的投影面积大于开孔21的面积，确保开孔21能接收到灯泡的光源，进而使放置于开孔21处晶圆边缘的亮度满足影像撷取模组4影像撷取标准。

如图8B所示，例如开孔21的直径为2公分，光源模组3B为导光体能投射出特定发光角度的光线，在本实施例中导光体为平面光源，平面光源包含一圆形的发光表面，且发光表面外径R2须大于2公分方能与开孔21匹配，使平面光源的发光表面与开孔21在正交投影上，发光表面的投影面积大于开孔21的投影面积，平面光源内部主要由发光二极体及导光元件所构成，导光元件例如为导光板、透镜或是反射罩，其中发光二极体为具有指向性的光源，发光二极体透过导光元件的二次光学设计后，将点光源拓展为面光源，且能控制光源的发射角度，进而投射出朝向开孔21内的光线。

如图8C所示，光源模组3C也为导光体，在本实施例中导光体为环型光源，光源模组3C为连续环型光源的设计，避免旋转单元5在移动时的错位，造成光源与开孔21之间的对位误差，而使光源模组3C的光线无法准确投射到开孔21内，环型光源具有一外环半径R3及一内环半径r3，其中开孔21 的直径小于R3-r3值，在一实施例中，开孔21的直径例如为2公分，R3-r3>2 公分方能与开孔21匹配，使环型光源与开孔21在正交投影上，开孔21的投影面积包含在环型光源的投影面积中，此环型光源主要也是由发光二极体与导光元件所构成导光结构，导光元件例如为一环型的导光板，发光二极体透过导光元件将光源拓展为连续环型光源，不论旋转单元5将开孔21移动到哪个位置，都能藉由环型光源让所提供的光线可投射至复数开孔21内，满足影像撷取模组4影像撷取标准。

综合以上所述，本申请视觉检测装置，是在晶圆载盘2增加作为背光用途的光源模组3，有效改善影像撷取模组4对晶圆A边缘影像撷取品质，提高后续影像的辨识率，使误判率或漏判率由≥40％降至≤3％，如此也能提升撷取影像的速度，提升装置的使用效率。另外以此种方式，因设计施作容易，成本低，有效使测试品质提升，能以最低的改良成本获得最佳的利益，符合专利申请的要件。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种视觉检测装置，其特征在于，包括一晶圆载盘、至少一光源模组、以及至少一影像撷取模组，所述晶圆载盘用于承载一晶圆，并具有至少三个开孔，所述开孔贯穿所述晶圆载盘；所述光源模组设置于所述晶圆载盘相对于承载所述晶圆的另一侧，所在位置对应着所述开孔，使所述光源模组能投射光线至所述开孔；所述影像撷取模组位于所述晶圆载盘承载所述晶圆的这一侧，用以撷取所述晶圆边缘的清晰影像。

2.根据权利要求1所述的视觉检测装置，其特征在于，所述开孔位置对应于所述晶圆放置于所述晶圆载盘后的圆周边缘，所述晶圆放置后虽局部覆盖所述开孔但仍维持预定的光透量。

3.根据权利要求1所述的视觉检测装置，其特征在于，复数个所述开孔位置是呈等角度分布于所述晶圆载盘上。

4.根据权利要求1所述的视觉检测装置，其特征在于，所述开孔内设有至少一透镜，当所述光源模组投射光线经所述透镜后，会呈平行光投射所述晶圆边缘。

5.根据权利要求1所述的视觉检测装置，其特征在于，所述光源模组为灯泡或导光体。

6.根据权利要求5所述的视觉检测装置，其特征在于，所述灯泡与所述开孔在正交投影上，所述灯泡的投影面积大于所述开孔的投影面积。

7.根据权利要求5所述的视觉检测装置，其特征在于，所述导光体为平面光源或环型光源。

8.根据权利要求7所述的视觉检测装置，其特征在于，所述平面光源包含一圆形的发光表面，所述发光表面与所述开孔在正交投影上，所述发光表面的投影面积大于所述开孔的投影面积。

9.根据权利要求7所述的视觉检测装置，其特征在于，所述环型光源包含一外环半径及一内环半径，其中所述开孔的直径小于所述外环半径减所述内环半径的差值，且所述环型光源与所述开孔在正交投影上，所述开孔的投影面积包含在所述环型光源的投影面积中。

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