CN216354076U

CN216354076U - 晶圆检测设备

Info

Publication number: CN216354076U
Application number: CN202121190808.2U
Authority: CN
Inventors: 杨雅琪
Original assignee: Intel Products Chengdu Co Ltd; Intel Corp
Current assignee: Intel Products Chengdu Co Ltd; Intel Corp
Priority date: 2021-05-31
Filing date: 2021-05-31
Publication date: 2022-04-19
Anticipated expiration: 2031-05-31

Abstract

本实用新型涉及晶圆存在的检测设备。该检测设备包括投影屏；照射光源，配置为当至少一组对齐的承载盘进入所述检测设备的预定位置时，所述照射光源被开启以便发出的光线从所述至少一组对齐的承载盘的一侧穿过所述至少一组承载盘而投射到另一侧的所述投影屏上，其中每一组承载盘中的每个承载盘设置有用于存放晶圆的多个处理单元；照相机，用于拍摄所述投影屏上的所述多个处理单元的投射影像；控制器，配置为基于所述投射影像而判断所述多个处理单元中是否存在至少一个晶圆。

Description

晶圆检测设备

技术领域

本实用新型涉及半导体检测，尤其是涉及半导体封装工艺中不同批次的晶圆残留检测。

背景技术

半导体封装是生产过程中的重要一环，将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立晶圆。为了提高晶圆封装效率，需要一次性传送、处理多个晶圆。传统上，为了方便晶圆制造并提高效率，例如在晶圆上植入焊锡球时，通常在一个承载盘中同时放入多个待处理晶圆，其中每个承载盘设置有多个处理单元，每个处理单元用于承载一个待处理晶圆，从而可以在一个批次中同时处理多个晶圆。图 1示意性地示出了一个承载盘TR的示例，如图所示，该承载盘TR 可具有2排9列即2×9个处理单元PK，这里的处理单元PK是一个中空的承载孔，可用于承放晶圆。此外，在处理完该承载盘中所有晶圆的植球操作后，需要利用工具将这些晶圆从承载盘TR中移出，以便承载盘TR继续接收下一批次的待处理晶圆。然而由于不可预测的偶然事件，例如工具故障或误操作，可能会导致会有个别的晶圆遗留在承载盘TR的一个或多个处理单元PK中，从而返回承载盘TR以接收下一批次待处理晶圆时，会导致一个或多个处理单元PK存放二个待处理晶圆，因此会影响焊结设备的正常工作，甚至会损坏焊接设备，而且也会影响对整个承载盘中其它晶圆的准确焊结。

现有技术中，通常采用肉眼或手工的方式检测返回的承载盘TR 的处理单元PK中是否有遗留的晶圆，例如对于处理单元对齐的一组承载盘，采用手持式检查夹具来手动探测这一组承载盘中的各个处理单元是否存在遗留晶圆；但显然这种方式明显效率低下。

发明内容

本实用新型提出一种可快速、自动地检测出承载盘中是否存在遗留晶圆的设备，可以一次性地对多个承载盘进行检测，从而大大地提高了检测效率。

根据本实用新型，提供一种检测设备，包括：投影屏；照射光源，配置为当至少一组对齐的承载盘位于所述检测设备的预定位置时，所述照射光源被开启以便发出的光线从所述至少一组对齐的承载盘的一侧穿过所述至少一组承载盘而投射到另一侧的所述投影屏上，其中每一组承载盘中的每个承载盘设置有用于存放晶圆的多个处理单元；照相机，用于拍摄所述投影屏上的所述多个处理单元的投射影像；控制器，配置为基于所述投射影像而判断所述多个处理单元中是否存在至少一个晶圆。

由此，根据本实用新型的检测设备可高效地对承载盘进行检测：将至少一组对齐的承载盘放置在预定位置，其中每一组承载盘中的每个承载盘设置有用于存放晶圆的多个处理单元；开启一照射光源以便光线从所述至少一组对齐的承载盘的一侧穿过所述至少一组承载盘的处理单元而投射到另一侧的投影屏上；拍摄所述投影屏上的所述至少一组承载盘的处理单元的投射影像；基于所述投射影像而判断所述至少一组承载盘的多个处理单元中是否存在至少一个晶圆。其中，当判断所述多个处理单元的投射图像中包含至少一个暗影图像时，则确定至少一个承载盘中的至少一个处理单元中存在晶圆。按照本发明的检测设备所述开启照射光源与拍摄投射影像是同步执行的。此外，检测设备可进一步利用位置传感器侦测所述至少一组对齐的承载盘是否进入所述预定位置时，并在进入所述预定位置时输出位置检测信号。

附图说明

图1示意性示出一个承载盘TR的示意图；

图2示意性地示出根据一个示例的晶圆检测设备的框图；

图3A和3B示意性示出多组承载盘的投射影像图；

图4示出了根据一个示例的晶圆检测的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例提供的检测设备进行详细说明。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图2示出了晶圆检测设备的示意图。该检测设备100包括一传送机构TM，用于输送承载盘TR。按照本实用新型的一个示例，为了提高检测效率，传送机构TM采用符合JEDEC行业标准的装载端口车(以下简称为‘JLP车’)运载多个如图1所示的承载盘TR，，作为一个示例，该JLP车具有二个运载槽，可运载二组承载盘TR1与TR2，每组包含N个垂直放置的承载盘，N>>1，且每组内垂直放置的承载盘被定位成处理单元PK呈对齐状态。虽然这里以JLP车可运载二组承载盘为例来说明，但本实用新型并不限于此，可运载一组或更多组的承载盘。按照本实用新型的示例，JLP车的底部是无遮挡的以便暴露出承载盘TR的全部处理单元PK。按照本例，在检测承载盘上是否有遗留晶圆时，可将装载有二组承载盘的JLP车置于传送机构TM 上，以供检测设备100后续检测。

如图2所示，该检测设备100包括传感器101、光源102、控制器103、投影屏104以及照相机105。传感器101用于检测传送机构 TM上JLP车即承载盘TR的位置，当探测到承载盘TR处于预定位置 P0时，传感器101输出位置检测信号Pos_Sig。该位置检测信号Pos_Sig 随后提供给光源102以及控制器103。

按照一个示例，控制器103在接收到位置检测信号Pos_Sig后，产生一止动信号以控制传送机构TM停止行进，从而便于对承载盘 TR的检测。

光源102被设置在传送机构TM的下面，且不被传送机构TM遮挡。在接收到来自传感器101的位置检测信号Pos_Sig后，光源102 被触发，从而发出照射光线，为便于观测，光源102所发出的光线可以是红色光、绿色光等彩色光线R，也可以是高亮的白色光。光线R 从JLP车的底部即承载盘TR的下部，穿过JLP车中的二组承载盘TR1 与TR2中的处理单元PK，并从JLP车的顶部(即承载盘的上部)射出。在本例中，JLP车的位置P0是保证光线R正向照射穿过承载盘 TR。按照本实用新型，射出的光线R被设计为投射到投影屏104上，从而在投影屏104上形成承载盘TR内的处理单元PK的投射影像 Imag。为便于检测，光源102的发光时间被定时为预定时长Time，例如Time＝0.5秒。

控制器103在接收到来自传感器101的位置检测信号Pos_Sig后，向照相机105发出控制信号Sig_Cam。照相机105设置为捕获投影屏 104上的图像Imag，因此在接收到控制信号Sig_Cam后，照相机自动捕获JLP车上所有承载盘的处理单元的投射影像Imag并存储在例如照相机105的内部存储器MEM中。

在上面的示例中，光源102是直接被位置检测信号Pos_Sig触发而发出照射光线R。在另一示例中，光源102也可以在控制器103的控制下工作。例如控制器103在接收到位置检测信号Pos_Sig后，首先向光源102发出控制信号Start_Light，控制光源102发光一段预定时间Time例如0.5秒。同时控制器103向照相机105发出控制信号 Sig_Cam以捕获投影屏104上的投射影像Imag并存储在照相机105的内部存储器MEM中。在预定时间Time之后，控制器103发出控制信号Stop_Light以关闭光源102。

控制器103从内部存储器MEM中读取照相机105拍摄的投射影像Imag，通过分析投射影像Imag而确定在每一组承载盘中是否存在有遗留的晶圆。例如，控制器103可以采用亮度对比算法来确认是否存在遗留晶圆。当一组承载盘中的所有处理单元均没有晶圆时，则光线R可以无障碍地穿过所有处理单元PK并投射到投影屏104上，从而在投影屏上留下高亮且亮度一致的处理单元的影像Imag，如图3A 所示。而如果一组承载盘中有一个承载盘上的任一处理单元遗留有晶圆时，例如图3B中所示的第一组承载盘TR1的第1行第6列即P₁₆处处理单元PK(尽管此时不确定具体是第一组中具体哪个承载盘)，则光线R必然被P₁₆处理单元中的晶圆阻挡而不能投射到投影屏104 上，从而在投影屏104上P₁₆区域留下暗影。因此P₁₆区域的图像亮度必然低于其它正常亮度区域，从而通过亮度对比即可以确定出暗影区 P₁₆，从而确定出该组承载盘中具体是哪个部位的处理单元存在遗留晶圆。尽管在本例中，采用了亮度对比算法来查找暗影区，但也可以采用图像领域的其它算法来查找。

按照本实用新型的一个示例，当控制器103通过投影图像分析确定不存在暗影区即不存在遗留晶圆时，则输出启动信号以控制传送机构TM继续行进，将JLP车中的承载盘输送到下一个工位，继续承载盘的正常使用。而当控制器103通过投影图像分析确定存在遗留晶圆时，例如确定在第一组承载盘TR1中的P₁₆处理单元中存在晶圆时，则发出报警信号，该报警信号可包含遗留有晶圆的处理单元P₁₆的指示信息，以提示作业人员对第一组承载盘TR1中的P₁₆位置处的处理单元做进一步检查，以确定第一组承载盘TR1中的N个承载盘中具体是哪个承载盘遗留有晶圆。按照一个示例，为便于作业人员检查，控制器103可以发出后退信号以控制传送机构倒转，以退回JLP车，从而便于作业人员检查JLP车中的承载盘。

在上面示例中，控制器103在接收到位置检测信号Pos_Sig后，产生停止信号以控制传送机构TM停止行进。在另一示例中，控制器 103在接收到位置检测信号Pos_Sig后，仍保持传送机构TM正常行进速度V或以低于正常行进速度V的速度V’行进而不停止，仅当如上所述控制器103通过投影图像分析确定存在遗留晶圆时，才发出后退信号以控制传送机构倒转，以退回JLP车，从而便于作业人员检查JLP车中的承载盘。显然速度V和V’被设计为不影响投射影像 Imag的成像质量例如清晰度或分析结果。

此外，在本实用新型的另一示例中，光源102的发光时间TIME 也可以是变化的。例如，当传送机构TM运载JLP车进入检测设备时，在传感器101检测到JLP车进入检测设备100开始，输出第一控制信号Pos₁_Sig以控制光源102开始发光，此时传送机构不停止前进，随着传送机构TM的继续行进，当传感器101检测到JLP车即将推出检测设备100时输出第二控制信号Pos₂_Sig以控制光源102停止发光。在光源102发光期间，控制器103可控制照相机105拍摄投影屏104 上的一幅或多幅投影图像并选择其中的一幅或多幅图像进行分析来确定是否存在遗留晶圆，例如选择其中清晰度最高的一幅或多幅图像进行分析，或者选择处理单元PK的成像轮廓最完整的一幅或多幅图像。在本示例中，在利用光源102照射承载盘TR时，传送机构TM 不停止运动，由此可以进一步提高检测效率，而光源102的发光时间取决于传送机构的行进速度。

在本实用新型的另一示例中，检测设备100也可以不设置传送机构TM，而是在检测设备内预留定位区，作业人员可手工地将JLP车置于定位区内，随后可触发一开关SW(图中未示出)以产生一开关信号Sig_SW，与位置检测信号Pos_Sig类似，控制器103在接收到开关信号Sig_SW后，控制光源102发出光线R一段时间Time，同时控制照相机105捕获投影屏104上的投射影像Imag。如果基于图像分析结果，控制器103确定JLP车中的承载盘内没有遗留晶圆，则提示放行该JLP车；如果确定在任一组承载盘存在晶圆时，则发出报警信号，该报警信号可包含遗留有晶圆的该组承载盘的处理单元的指示信息，以提示作业人员对该组承载盘中的处理单元例如P₁₆位置做进一步检查，以确定具体的遗留有晶圆的承载盘。

图4示出由本实用新型的检测设备实现的晶圆检测的流程图。如图所示，在步骤401，确定至少一组对齐的承载盘是否已经进入检测设备100内的预定位置P0。如前所述，按照本示例，将至少一组承载盘置于JLP车内，在JLP车内将每一组承载盘内的每个承载盘的处理单元PK对齐以便保证光线通过。随后利用检测设备100的传送机构TM将JLP车运载至预定位置P0。在本例中，可以采用定位传感器101来确认承载盘是否已经进入预定位置P0，并在到达预定位置时生成位置检测信号Pos_Sig，该信号可被传送给光源102和/或控制器103。

在步骤402，当JLP车内的至少一组承载盘达到预定位置P0时，照射光源102基于所接收到的检测信号Pos_Sig而被触发，发出光线 R从JLP车的底侧穿过承载盘的处理单元PK而投射到位于承载盘的顶侧的投影屏104上。在另一示例中，光源102可在控制器103的控制下工作。例如控制器103在接收到位置检测信号Pos_Sig后，首先向光源102发出控制信号Start_Light，控制光源102发光一段预定时间Time例如0.5秒。

在步骤403，控制器103在接收到来自传感器101的位置检测信号Pos_Sig后，向照相机105发出控制信号Sig_Cam以控制相机105 捕获投影屏104上的投射影像Imag，并存储在例如照相机105的内部存储器MEM中。作为一个示例，在照相机105捕获投射影像Imag 后，控制器105可向光源102发出控制信号Stop_Light，从而控制光源105停止发光。

在步骤404，控制器103从内部存储器MEM中读取投射影像Imag，通过例如亮度对比算法来分析投射影像Imag来确定在每一组承载盘中是否存在有遗留的晶圆。例如，当投射影像Imag中各处理单元的成像亮度均匀时，则确定每一组承载盘中的所有处理单元均没有晶圆。反之，如果投射影像Imag中存在暗影区时，则可确定该暗影区对应的处理单元存在遗留晶圆，因此发出报警信号，该报警信号可包含遗留有晶圆的处理单元的位置(例如图3B中的P₁₆)指示信息，提示作业人员对相应处理单元做进一步检查，以确定具体的遗留有晶圆的承载盘。

需要说明的是，上述各流程图中不是所有的步骤都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤。此外，各步骤的执行顺序也可以不是固定的，可以根据需要进行调整。

上文通过附图和优选实施例对本实用新型进行了详细展示和说明，然而本实用新型不限于这些已揭示的实施例，本领域人员基于上述实施例可以做出修改，而这些修改实施例也在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种检测设备，其特征在于包括：

投影屏；

照射光源，配置为当至少一组对齐的承载盘位于所述检测设备的预定位置时，所述照射光源被开启以便发出的光线从所述至少一组对齐的承载盘的一侧穿过所述至少一组承载盘而投射到另一侧的所述投影屏上，其中每一组承载盘中的每个承载盘设置有用于存放晶圆的多个处理单元；

照相机，用于拍摄所述投影屏上的所述多个处理单元的投射影像；

控制器，配置为基于所述投射影像而判断所述多个处理单元中是否存在至少一个晶圆。

2.根据权利要求1所述的检测设备，其特征是当所述控制器判断所述多个处理单元的投射影像中包含至少一个暗影图像时，则确定至少一个承载盘中的至少一个处理单元中存在晶圆。

3.根据权利要求1或2所述的检测设备，其特征是所述检测设备进一步包括：

启动开关，用于在所述至少一组对齐的承载盘放置在所述检测设备的所述预定位置时，开启所述照射光源以发出所述光线；以及

所述控制器基于所述启动开关的开启操作同步地控制所述照相机拍摄所述投射影像。

4.根据权利要求1或2所述的检测设备，其特征是所述检测设备进一步包括：

位置传感器，用于侦测所述至少一组对齐的承载盘，其中当侦测到所述至少一组承载盘进入所述检测设备的所述预定位置时，输出位置检测信号以触发所述照射光源发出所述光线；

所述控制器基于所述位置检测信号而同步地控制所述照相机拍摄所述投射影像。

5.根据权利要求1或2所述的检测设备，其特征是所述检测设备进一步包括：

位置传感器，用于侦测所述至少一组对齐的承载盘，其中当侦测到所述至少一组承载盘进入所述检测设备的所述预定位置时，输出位置检测信号

所述控制器基于所述位置检测信号而同步地控制所述光源发出照射光线以及所述照相机拍摄所述照射光线穿过所述多个处理单元时产生的所述投射影像。

6.根据权利要求5所述的检测设备，其特征是所述至少一组承载盘收纳于符合JEDEC行业标准的装载端口车中，以便于对齐所述一组承载盘的处理单元。