CN214844892U - 晶圆检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种晶圆检测设备，涉及晶圆检测技术领域，该晶圆检测设备包括机架、定位盘和外观检测装置；定位盘安装于机架，定位盘设有通孔，通孔用于放置待检测晶圆；外观检测装置设有两组且均安装于机架，各外观检测装置包括外观检测单元，两组外观检测单元分别位于通孔的两端，用于检测待检测晶圆的相对表面的外观。通过该晶圆检测设备，缓解了现有技术中晶圆外观检测效率低下的技术问题，实现了对晶圆正反面外观的同时检测。

Description

晶圆检测设备

技术领域

本实用新型涉及晶圆检测技术领域，尤其是涉及一种晶圆检测设备。

背景技术

晶圆，因其形状为圆形，故称为晶圆。晶圆可用于制作硅半导体集成电路，一块晶圆可切割出多颗晶片，晶片经封装即形成日常所见的芯片。在晶圆生产过程中，晶圆的正反面可能存在损伤、脏污、划痕以及开裂等缺陷，这些缺陷会影响芯片的性能，因此需要对晶圆的正反面进行外观检测，以判断每一颗晶片的正反面是否合格。

一般的，现有检测方式一次只能检查晶圆的一面，当检测完一面后需要再更换到另一面，检测效率低下。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种晶圆检测设备，以缓解现有技术中晶圆外观检测效率低下的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采取的技术手段为：

本实用新型提供的一种晶圆检测设备包括：机架、定位盘和外观检测装置；

所述定位盘安装于所述机架，所述定位盘设有通孔，所述通孔用于放置待检测晶圆；

所述外观检测装置设有两组且均安装于所述机架，各所述外观检测装置包括外观检测单元，两组所述外观检测单元分别位于所述通孔的两端，用于检测待检测晶圆的相对表面的外观。

进一步地，所述外观检测装置包括直线运动机构；

所述直线运动机构与所述外观检测单元传动连接，所述直线运动机构用于驱动所述外观检测单元沿所述通孔的延伸方向运动。

进一步地，所述外观检测装置还包括滑块和第一调整板；

所述滑块固定连接于所述直线运动机构的输出端；

所述第一调整板与所述滑块两者中的一者设置第一条形孔，另一者设置第一螺纹孔，所述第一条形孔与所述第一螺纹孔之间穿设有第一紧固件；

所述第一条形孔沿垂直于所述通孔的延伸方向延伸；

所述外观检测单元安装于所述第一调整板。

进一步地，所述外观检测单元与所述第一调整板之间设有第二调整板；

所述第二调整板与所述第一调整板两者中的一者设置第二条形孔，另一者设置第二螺纹孔，所述第二条形孔与所述第二螺纹孔之间穿设有第二紧固件；

所述第二条形孔沿垂直于所述第一条形孔的延伸方向延伸。

进一步地，所述晶圆检测设备还包括安装于所述机架的移动旋转装置；

所述定位盘与所述移动旋转装置传动连接，所述移动旋转装置用于带动所述定位盘在水平面内移动且绕所述定位盘的轴线转动。

进一步地，所述移动旋转装置包括移动机构，所述移动机构包括第一直线驱动器、第二直线驱动器、第一移动板和第二移动板；

所述第一直线驱动器与所述第一移动板传动连接，用于驱动所述第一移动板移动，该移动方向与所述定位盘的轴线垂直；

所述第二直线驱动器安装于所述第一移动板并与所述第二移动板传动连接，用于驱动所述第二移动板沿垂直于所述第一移动板的移动方向移动。

进一步地，所述移动旋转装置还包括旋转机构；

所述旋转机构包括中空转盘和转动驱动器；

所述中空转盘与所述第二移动板转动连接，所述定位盘固定连接于所述中空转盘，且所述定位盘的通孔与所述中空转盘的通孔连通；

所述转动驱动器安装于所述第二移动板并与所述中空转盘传动连接，用于驱动所述中空转盘绕其自身轴线转动。

进一步地，所述中空转盘与所述第二移动板沿竖向间隔设置；

所述移动旋转装置还包括安装于所述第二移动板的限位机构，所述限位机构配置为能够限制所述中空转盘在其自身径向的自由度以及轴向的移动自由度。

进一步地，所述限位机构包括多个第一限位组件和多个第二限位组件；

多个所述第一限位组件绕所述中空转盘的轴线间隔分布，所述第一限位组件包括安装于所述第二移动板的第一限位座和安装于所述第一限位座的第一万向球轴承，所述第一万向球轴承抵接于所述中空转盘的一个表面；

多个所述第二限位组件绕所述中空转盘的轴线间隔分布，所述第二限位组件包括安装于所述第二移动板的第二限位座和安装于所述第二限位座的第二万向球轴承，所述第二万向球轴承抵接于所述中空转盘的另一个表面。

进一步地，所述第一限位组件还包括深沟球轴承，所述深沟球轴承枢接于所述第一限位座，所述深沟球轴承的外圆周面与所述中空转盘的外圆周面抵接。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种晶圆检测设备所具有的技术优势为：

在本申请中，定位盘设有通孔，通孔用于放置待检测晶圆，则放置于通孔处的晶圆可显露出其相对的两个表面；两组外观检测单元分别位于通孔的两端，则通孔处放置有晶圆时，两组外观检测单元分别与晶圆的正反面相对，从而两组外观检测单元可分别并同时检测与其相对应的晶圆表面，提高了晶圆的外观检测效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的晶圆检测设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的晶圆检测设备的外观检测装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的晶圆检测设备的移动旋转装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的晶圆检测设备的旋转机构的结构示意图。

图标：

100－机架；

200－定位盘；210－通孔；

300－外观检测装置；310－外观检测单元；320－直线运动机构；330－滑块；340－第一调整板；350－第二调整板；360－支撑座；370－微分头固定板；380－第一微分头；390－第二微分头；

400－晶圆；

500－移动旋转装置；510－移动机构；520－旋转机构；530－第一限位组件；540－第二限位组件；550－锁紧组件；511－第一直线驱动器；512－第二直线驱动器；513－第一移动板；514－第二移动板；515－平台底板；521－中空转盘；522－转动驱动器；523－涨紧轮；531－第一限位座；532－第一万向球轴承；533－深沟球轴承；541－第二限位座；542－第二万向球轴承。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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实用新型中的具体含义。

参考图1－图4，本实施例提供的晶圆400检测设备包括机架100、定位盘200和外观检测装置300；定位盘200安装于机架100，定位盘200设有通孔210，通孔210用于放置待检测晶圆400；外观检测装置300设有两组且均安装于机架100，各外观检测装置300包括外观检测单元310，两组外观检测单元310分别位于通孔210的两端，用于检测待检测晶圆400的相对表面的外观。

如图1所示，定位盘200设有通孔210，通孔210用于放置待检测晶圆400，则放置于通孔210处的晶圆400可显露出其相对的两个表面；两组外观检测单元310分别位于通孔210的两端，则通孔210处放置有晶圆400时，两组外观检测单元310分别与晶圆400的正反面相对，从而两组外观检测单元310可分别并同时检测与其相对应的晶圆400表面，提高了晶圆400的外观检测效率。

在本实施例中，外观检测单元310采用工业相机，由工业相机摄取晶圆400表面的外观情况。通孔210采用阶梯孔，阶梯孔内放置由蓝膜和圆框制成的圆盘，晶圆400粘附于蓝膜，处于晶圆400背面的工业相机可透过蓝膜对晶圆400检测，定位盘200上设有多个绕通孔210的轴线间隔分布的锁紧组件550，锁紧组件550包括限位板和锁紧手柄，限位板的一部分通过锁紧手柄锁紧于定位盘200，另一部分压住圆盘，从而使得晶圆400可以稳定放置于阶梯孔。

进一步地，参考图3，外观检测装置300包括直线运动机构320；直线运动机构320与外观检测单元310传动连接，直线运动机构320用于驱动外观检测单元310沿通孔210的延伸方向运动。

继续参考图3，在本实施例中，外观检测装置300还包括支撑座360，支撑座360固定连接于机架100，直线运动机构320选用直线模组，直线模组安装于支撑座360。结合图1所示，在检测晶圆400表面的外观时，直线模组可驱动外观检测单元310升降，以调整外观检测单元310与晶圆400表面的间距，从而使得外观检测单元310可以较佳地检测其所面对的晶圆400表面。

进一步地，继续参考图3，外观检测装置300还包括滑块330和第一调整板340；滑块330固定连接于直线运动机构320的输出端；第一调整板340与滑块330两者中的一者设置第一条形孔，另一者设置第一螺纹孔，第一条形孔与第一螺纹孔之间穿设有第一紧固件；第一条形孔沿垂直于通孔210的延伸方向延伸；外观检测单元310安装于第一调整板340。

结合图3，在本实施例中，第一条形孔设置于第一调整板340，第一螺纹孔设置于滑块330，第一紧固件穿过第一条形孔并旋进第一螺纹孔，从而将第一调整板340锁紧于滑块330，直线运动机构320驱动滑块330上下升降时，第一调整板340和外观检测单元310同步随滑块330升降。此外，通过调整第一紧固件与第一条形孔的穿设位置，可使得第一调整板340在水平面内的位置对应改变，从而保证了外观检测单元310可以较佳地面对于晶圆400表面。

进一步地，请继续参考图3，外观检测单元310与第一调整板340之间设有第二调整板350；第二调整板350与第一调整板340两者中的一者设置第二条形孔，另一者设置第二螺纹孔，第二条形孔与第二螺纹孔之间穿设有第二紧固件；第二条形孔沿垂直于第一条形孔的延伸方向延伸。

在本实施例中，第二条形孔设置于第二调整板350，第二螺纹孔设置于第一调整板340，第二紧固件穿过第二条形孔并旋进第二螺纹孔，从而将第二调整板350锁紧于第一调整板340，直线运动机构320驱动滑块330上下升降时，第一调整板340、第二调整板350和外观检测单元310同步随滑块330升降。此外，通过调整第二紧固件与第二条形孔的穿设位置，可使得第二调整板350在水平面内的位置对应改变，且由于第二条形孔的延伸方向与第一条形孔的延伸方向垂直，则在第一调整板340和第二调整板350的相互配合下，外观检测单元310可以实现在水平面内任意方向的移动，移动距离与条形孔的长度相关。

请继续参考图3，外观检测装置300还包括微分头固定板370、第一微分头380和第二微分头390，其中微分头固定板370固定连接于第一调整板340，第一微分头380和第二微分头390均设于微分头固定板370，二者的输出端分别与第一调整板340和第二调整板350抵接，用于对应带动第一调整板340沿第一条形孔的延伸方向移动、第二调整板350沿第二条形孔的延伸方向移动。

在本实施例中，如图2所示，晶圆400检测设备还包括安装于机架100的移动旋转装置500；定位盘200与移动旋转装置500传动连接，移动旋转装置500用于带动定位盘200在水平面内移动且绕定位盘200的轴线转动。

参考图2，移动旋转装置500用于带动定位盘200在水平面内移动且绕定位盘200的轴线转动，则定位盘200的通孔210内放置有晶圆400时，晶圆400可以在水平面内移动，从而使得晶圆400上的任一晶片可以移动至两组外观检测单元310之间，以实现对任一晶片的正反面进行外观检测；晶圆400可以绕其自身轴线转动，从而使得晶圆400上的任一晶片可以转动至外观检测单元310所需角度，避免了晶片漏检情况的发生。

进一步地，继续参考图2，移动旋转装置500包括移动机构510，移动机构510包括第一直线驱动器511、第二直线驱动器512、第一移动板513和第二移动板514；第一直线驱动器511与第一移动板513传动连接，用于驱动第一移动板513移动，该移动方向与定位盘200的轴线垂直；第二直线驱动器512安装于第一移动板513并与第二移动板514传动连接，用于驱动第二移动板514沿垂直于第一移动板513的移动方向移动。

具体的，移动机构510还包括平台底板515，平台底板515固定于机架100，第一直线驱动器511安装于平台底板515。结合图2所示，在第一直线驱动器511和第二直线驱动器512的配合下，定位盘200可在水平面内移动，则晶圆400可随定位盘200同步移动，从而使得晶圆400上的任一晶片可以移动至两组外观检测单元310之间，以实现对任一晶片的正反面进行外观检测。需要补充的是，第一直线驱动器511和第二直线驱动器512可以均采用直线电机，也可以采用气缸、液压缸或电缸等直线驱动器。

进一步地，参考图4，移动旋转装置500还包括旋转机构520；旋转机构520包括中空转盘521和转动驱动器522；中空转盘521与第二移动板514转动连接，定位盘200固定连接于中空转盘521，且定位盘200的通孔210与中空转盘521的通孔连通；转动驱动器522安装于第二移动板514并与中空转盘521传动连接，用于驱动中空转盘521绕其自身轴线转动。

继续参考图4，转动驱动器522与中空转盘521采用带传动，旋转机构520还包括涨紧轮523，涨紧轮523用于涨紧传动带，以保证转动驱动器522与中空转盘521传动稳定。转动驱动器522启动后，定位盘200随中空转盘521同步转动，则定位盘200的通孔210内放置的晶圆400亦同步转动，从而使得晶圆400上的任一晶片可以转动至外观检测单元310所需角度，避免了晶片漏检情况的发生。

进一步地，如图4所示，中空转盘521与第二移动板514沿竖向间隔设置；移动旋转装置500还包括安装于第二移动板514的限位机构，限位机构配置为能够限制中空转盘521在其自身径向的自由度以及轴向的移动自由度。

请继续参考图4，中空转盘521在其自身径向的自由度以及轴向的移动自由度被限位机构所限制，即限位机构使得中空转盘521仅剩下绕其自身轴线的转动自由度，也即中空转盘521通过限位机构实现了与第二移动板514的转动连接。

具体的，限位机构包括多个第一限位组件530和多个第二限位组件540；多个第一限位组件530绕中空转盘521的轴线间隔分布，第一限位组件530包括安装于第二移动板514的第一限位座531和安装于第一限位座531的第一万向球轴承532，第一万向球轴承532抵接于中空转盘521的一个表面；多个第二限位组件540绕中空转盘521的轴线间隔分布，第二限位组件540包括安装于第二移动板514的第二限位座541和安装于第二限位座541的第二万向球轴承542，第二万向球轴承542抵接于中空转盘521的另一个表面。第一限位组件530还包括深沟球轴承533，深沟球轴承533枢接于第一限位座531，深沟球轴承533的外圆周面与中空转盘521的外圆周面抵接。

在本实施例中，如图4所示，第一限位组件530有三组，三组第一限位组件530绕中空转盘521的轴线间隔120°分布，即使得三个抵接于中空转盘521上表面的第一万向球轴承532绕中空转盘521的轴线间隔120°分布、三个抵接于中空转盘521外圆周面的深沟球轴承533绕中空转盘521的轴线间隔120°分布，第二限位组件540有三组，三组第二限位组件540同样绕中空转盘521的轴线间隔120°分布，且第一限位组件530与第二限位组件540间隔60°，即使得三个抵接于中空转盘521下表面的第二万向球轴承542绕中空转盘521的轴线间隔120°且与三个第一万向球轴承532交替间隔60°分布，则在三个第一万向球轴承532和三个第二万向球轴承542的配合下，中空转盘521径向的转动自由度和轴向的移动自由度被限制，三个深沟球轴承533的设置使得中空转盘521径向的移动自由度被限制，至此，中空转盘521仅剩下轴向的转动自由度。

限位机构除了采用上述多个第一限位组件530和多个第二限位组件540之外，还可采用安装于第二移动板514的环形导轨以限制中空转盘521在其自身径向的自由度以及轴向的移动自由度，或者采用交叉滚子轴承实现中空转盘521与第二移动板514的转动连接，又或者采用回转支承来实现中空转盘521与第二移动板514的转动连接。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种晶圆检测设备，其特征在于，包括：机架(100)、定位盘(200)和外观检测装置(300)；

所述定位盘(200)安装于所述机架(100)，所述定位盘(200)设有通孔(210)，所述通孔(210)用于放置待检测晶圆(400)；

所述外观检测装置(300)设有两组且均安装于所述机架(100)，各所述外观检测装置(300)包括外观检测单元(310)，两组所述外观检测单元(310)分别位于所述通孔(210)的两端，用于检测待检测晶圆(400)的相对表面的外观。

2.根据权利要求1所述的晶圆检测设备，其特征在于，所述外观检测装置(300)包括直线运动机构(320)；

所述直线运动机构(320)与所述外观检测单元(310)传动连接，所述直线运动机构(320)用于驱动所述外观检测单元(310)沿所述通孔(210)的延伸方向运动。

3.根据权利要求2所述的晶圆检测设备，其特征在于，所述外观检测装置(300)还包括滑块(330)和第一调整板(340)；

所述滑块(330)固定连接于所述直线运动机构(320)的输出端；

所述第一调整板(340)与所述滑块(330)两者中的一者设置第一条形孔，另一者设置第一螺纹孔，所述第一条形孔与所述第一螺纹孔之间穿设有第一紧固件；

所述第一条形孔沿垂直于所述通孔(210)的延伸方向延伸；

所述外观检测单元(310)安装于所述第一调整板(340)。

4.根据权利要求3所述的晶圆检测设备，其特征在于，所述外观检测单元(310)与所述第一调整板(340)之间设有第二调整板(350)；

所述第二调整板(350)与所述第一调整板(340)两者中的一者设置第二条形孔，另一者设置第二螺纹孔，所述第二条形孔与所述第二螺纹孔之间穿设有第二紧固件；

所述第二条形孔沿垂直于所述第一条形孔的延伸方向延伸。

5.根据权利要求1－4任一项所述的晶圆检测设备，其特征在于，所述晶圆(400)检测设备还包括安装于所述机架(100)的移动旋转装置(500)；

所述定位盘(200)与所述移动旋转装置(500)传动连接，所述移动旋转装置(500)用于带动所述定位盘(200)在水平面内移动且绕所述定位盘(200)的轴线转动。

6.根据权利要求5所述的晶圆检测设备，其特征在于，所述移动旋转装置(500)包括移动机构(510)，所述移动机构(510)包括第一直线驱动器(511)、第二直线驱动器(512)、第一移动板(513)和第二移动板(514)；

所述第一直线驱动器(511)与所述第一移动板(513)传动连接，用于驱动所述第一移动板(513)移动，该移动方向与所述定位盘(200)的轴线垂直；

所述第二直线驱动器(512)安装于所述第一移动板(513)并与所述第二移动板(514)传动连接，用于驱动所述第二移动板(514)沿垂直于所述第一移动板(513)的移动方向移动。

7.根据权利要求6所述的晶圆检测设备，其特征在于，所述移动旋转装置(500)还包括旋转机构(520)；

所述旋转机构(520)包括中空转盘(521)和转动驱动器(522)；

所述中空转盘(521)与所述第二移动板(514)转动连接，所述定位盘(200)固定连接于所述中空转盘(521)，且所述定位盘(200)的通孔(210)与所述中空转盘(521)的通孔(210)连通；

所述转动驱动器(522)安装于所述第二移动板(514)并与所述中空转盘(521)传动连接，用于驱动所述中空转盘(521)绕其自身轴线转动。

8.根据权利要求7所述的晶圆检测设备，其特征在于，所述中空转盘(521)与所述第二移动板(514)沿竖向间隔设置；

所述移动旋转装置(500)还包括安装于所述第二移动板(514)的限位机构，所述限位机构配置为能够限制所述中空转盘(521)在其自身径向的自由度以及轴向的移动自由度。

9.根据权利要求8所述的晶圆检测设备，其特征在于，所述限位机构包括多个第一限位组件(530)和多个第二限位组件(540)；

多个所述第一限位组件(530)绕所述中空转盘(521)的轴线间隔分布，所述第一限位组件(530)包括安装于所述第二移动板(514)的第一限位座(531)和安装于所述第一限位座(531)的第一万向球轴承(532)，所述第一万向球轴承(532)抵接于所述中空转盘(521)的一个表面；

多个所述第二限位组件(540)绕所述中空转盘(521)的轴线间隔分布，所述第二限位组件(540)包括安装于所述第二移动板(514)的第二限位座(541)和安装于所述第二限位座(541)的第二万向球轴承(542)，所述第二万向球轴承(542)抵接于所述中空转盘(521)的另一个表面。

10.根据权利要求9所述的晶圆检测设备，其特征在于，所述第一限位组件(530)还包括深沟球轴承(533)，所述深沟球轴承(533)枢接于所述第一限位座(531)，所述深沟球轴承(533)的外圆周面与所述中空转盘(521)的外圆周面抵接。

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