CN217086534U - 晶圆打点装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种晶圆打点装置，该晶圆打点装置包括基座、第一摄像头、第二摄像头、夹具和点墨装置，第一摄像头朝下第二摄像头朝上，两者相对设置在基座上，夹具与基座相连，用于固定晶圆并使晶圆位于第一摄像头与第二摄像头之间；点墨装置位于基座的支架上，点墨装置用于向晶圆喷涂墨点以标识缺陷晶粒。该晶圆打点装置可解决现有的打点区域过大，无法准确识别缺陷晶粒，影响产品良率的问题，有利于提升产线效率和晶圆良率。

Description

晶圆打点装置

技术领域

本实用新型涉及集成电路制造领域，更具体地，涉及一种晶圆打点装置。

背景技术

在半导体生产中，一片晶圆上通常包括有多个晶粒。由于制造技术、制程设计及材料自身特性等原因，导致最终制作完成的晶圆上的晶粒通常包括合格晶粒及缺陷晶粒，如不及时挑选出缺陷晶粒，在后续过程中会对缺陷晶粒进行封装等操作，会造成很大的成本浪费及良率下降。因此通常需要通过各种检测方式对晶圆进行检验，以便及时发现缺陷晶粒，将缺陷晶粒及时标记并在后续的工艺中剔除。

现有的晶圆外观检验过程中经常发现晶圆背面出现异常，如刮伤、脏污等，晶圆背面的这些异常可能导致对应位置的晶粒存在风险，需要剔除对应位置的晶粒避免封装成本浪费及不良品流出，目前的处理方式是对于晶圆背面有外观异常的晶粒，目视比对晶圆正面的大致位置，通过喷涂墨点(打点)的方式进行标识，多剔除一些晶粒以保证所有晶圆背面异常区域的晶粒都被剔除，但该方式中正面喷涂墨点的区域通常会稍大于晶圆背面异常区域，导致一些合格晶粒被错误打点，造成产品的良率下降。

因此，为了解决上述技术问题，设计一种能够精准针对晶圆背面异常区域进行定位打点的装置是现阶段亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种晶圆打点装置，以解决现有的打点区域过大，无法准确识别缺陷晶粒，影响良率的问题。

本实用新型提供一种晶圆打点装置，包括：基座，所述基座具有底板和支架；第一摄像头，所述第一摄像头朝下设置在所述基座的支架上；第二摄像头，所述第二摄像头朝上设置在所述基座的底板上，所述第二摄像头与所述第一摄像头相对设置；夹具，与所述基座的支架相连，所述夹具用于固定晶圆，使所述晶圆位于所述第一摄像头与所述第二摄像头之间；点墨装置，位于所述基座的支架上，所述点墨装置用于向所述晶圆喷涂墨点以标识缺陷晶粒。

优选地，上述晶圆打点装置还包括控制模块，所述控制模块与所述第一摄像头、所述第二摄像头、所述夹具和所述点墨装置电连接，所述控制模块用于控制所述晶圆打点装置进行打点操作。

优选地，所述第一摄像头与所述第二摄像头同轴设置。

优选地，所述第一摄像头和所述第二摄像头还均设置有激光对焦传感器。

优选地，所述夹具包括机械臂和抓取端，所述机械臂至少为三轴机械臂，所述夹具夹持所述晶圆进行移动以及翻转。

优选地，所述抓取端包括夹爪、真空吸盘、卡槽中的至少一种。

优选地，所述点墨装置包括墨盒和喷头，所述喷头位于所述晶圆与所述第一摄像头之间，所述喷头指向所述晶圆朝向所述第一摄像头的一侧。

优选地，所述喷头指向所述第一摄像头的轴线与所述晶圆的交点。

优选地，上述晶圆打点装置还包括显示模块，所述显示模块与所述控制模块相连，所述显示模块用于显示所述第一摄像头和所述第二摄像头拍摄的画面。

优选地，上述晶圆打点装置还包括输入模块，所述输入模块与所述控制模块相连，所述输入模块用于向所述控制模块输入指令。

优选地，所述第一摄像头和所述第二摄像头中的至少一者具有1-5倍的放大倍率。

优选地，上述晶圆打点装置还包括照明模块，所述照明模块设置在所述基座上，用于向所述晶圆提供光照。

本实用新型提供的晶圆打点装置，采用了上下相对设置的第一摄像头和第二摄像头对晶圆的正、反面进行观察，可以精准的确定晶圆背面异常的区域，进而提高打点的精准度，避免合格晶粒被错误标识剔除，提升晶圆的良率。

进一步地，第一摄像头和第二摄像头同轴设置，由夹具夹持晶圆进行移动从而观察晶圆上的各区域，再由点墨装置对缺陷晶粒进行打点，当光线不足时，还可设置照明模块提供光照，本实用新型的晶圆打点装置能够有效的解决目前产线上出现的晶圆的背面异常导致缺陷晶粒流入后道工序的问题，使产线人员能够更精准的用墨点标识(剔除)晶圆的背面异常区域所对应的晶粒，提高产线的作业效率，避免成本浪费，提升晶圆的良率。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1a和图1b分别示出了晶圆正反面的示意图；

图2示出了本实用新型实施例的晶圆打点装置的主体示意图；

图3示出了本实用新型实施例的晶圆打点装置的连接示意图；

图4示出了本实用新型实施例的晶圆打点装置显示模块的示意图；

图5示出了本实用新型实施例的晶圆打点装置的工作流程图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。

应当理解，在描述结构时，当将一个部件、一个区域称为位于另一部件、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一部件、另一个区域上面，或者在其与另一部件、另一个区域之间还包含其它的部件或区域。并且，如果将零件翻转，该部件或区域将位于另一部件、另一个区域“下面”或“下方”。

如果为了描述直接位于另一部件、另一个区域上面的情形，本文将采用“直接在……上面”或“在……上面并与之邻接”的表述方式。

在下文中描述了本实用新型部分实施例的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸等，以便更清楚地理解本实用新型。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本实用新型。

本实用新型可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。

图1a和图1b分别示出了晶圆正反面的示意图，晶圆100的正面具有若干阵列排布的晶粒110，相邻的晶粒110之间具有划片道，晶圆100的背面为平整的平面，若晶圆的背面出现异常如刮伤、脏污等，会影响其位置所对应的晶粒的质量，产生缺陷晶粒，而晶圆背面观测到的异常无法与其正面的晶粒直接对应并进行剔除。

图2示出了本实用新型实施例的晶圆打点装置的主体示意图；如图2所示，该晶圆打点装置包括：基座200、第一摄像头310、第二摄像头320、夹具400和点墨装置500。其中，所述基座200包括底板210和支架220，底板210例如为矩形底板，支架220例如为十字形，其顶部具有向前延伸的折弯，支架220例如位于底板210的一侧边并与底板210相连。支架220的顶部向前延伸的折弯的下表面设置有第一摄像头310，第一摄像头310朝下(朝向底板210)设置，第一摄像头310包括第一镜头311和第一图像传感器312，第一镜头311例如具有1-5倍的放大功能，第一图像传感器312可将光学信号转换为数字信号。第二摄像头320例如朝上(朝向支架220的顶部)设置在底板210上，并与第一摄像头310同轴且相对设置，第二摄像头320包括第二镜头321和第二图像传感器322，同样地，第二镜头321也具有1-5倍的放大功能，第二图像传感器322也可将光学信号转换为数字信号。第一图像传感器312和第二图像传感器322例如为CCD图像传感器(Charge-coupled Device)。进一步地，第一摄像头310和第二摄像头320还均设置有激光对焦传感器，使对应的摄像头在晶圆的表面对焦。支架220的左右两侧还对称设置有一对夹具400，由于左右两侧的夹具400对称设置，故仅对其左侧的部分进行详细说明，具体地，该夹具400包括移动臂支撑架410、第一移动臂420、第二移动臂430和抓取端440，其中，移动臂支撑架410例如垂直于支架220横向(平行于底板210)设置，移动臂支撑架410的下表面设置有导轨，第一移动臂420通过导轨与移动臂支撑架410相连，第一移动臂420垂直于移动臂支撑架410并可沿导轨方向进行前后移动，第二移动臂430例如为横向(平行于底板210)设置，并且垂直于第一移动臂420和移动臂支撑架410，第二移动臂430的上表面也设置有导轨，并通过导轨与第一移动臂420的下端相连，使得第二移动臂430可相对于第一移动臂420进行左右横向移动。第二移动臂430朝向晶圆打点装置中间区域的一端还设置有抓取端440，第二移动臂430与抓取端440之间通过转轴相连，通过该转轴可控制抓取端440相对于第二移动臂430进行旋转，由移动臂支撑架410、第一移动臂420、第二移动臂430和转轴组成三轴机械臂，使得夹具400可夹持晶圆100进行移动和翻转。可选的，机械臂还可以为四轴机械臂、六轴机械臂等。抓取端440例如可以为夹爪、真空吸盘或卡槽等，使晶圆100可进行翻转而不从抓取端440中移动脱出即可，进一步地，抓取端440仅与晶圆100中的框架区域(frame)进行接触实现晶圆100的拾取，避免抓取端440对晶圆100上晶粒的遮挡，使晶圆100上的晶粒均可被第一摄像头310或第二摄像头320观察。晶圆100与第一摄像头310之间还设置有点墨装置500，点墨装置500例如与支架220相连，并避开第一摄像头310的轴线，避免遮挡第一摄像头310的视野；点墨装置500包括墨盒510和喷头520，喷头520指向晶圆100并具体指向第一摄像头310的轴线与晶圆100的交点位置。进一步地，该晶圆打点装置还包括控制模块(图中未示出)，该控制模块例如与第一摄像头310、第二摄像头320、夹具400和点墨装置500电连接，控制模块可控制夹具400夹持晶圆100进行移动和翻转，使晶圆100上的各晶粒均可位于第一摄像头310和第二摄像头320的视线范围内进行视检，如检测到缺陷晶粒则控制点墨装置500对该晶粒喷涂墨点进行打点标识以做区分。

图3示出了本实用新型实施例的晶圆打点装置的连接示意图；第一摄像头310通过其第一图像传感器与控制模块600相连，第二摄像头320通过其第二图像传感器与控制模块600相连，具体地，第一摄像头310和第二摄像头320可以采用USB接口或网口等接口与控制模块600相连。夹具400和点墨装置500也与控制模块600电连接。控制模块600例如类似于一个简单的单片机系统，点墨装置500例如采用步进电机驱动，其数据传输和处理可以通过单片机的高低电平实现，例如输出一个高电平信号，步进电机转动，点墨装置500进行点墨；夹具400的前后左右移动以及翻转也类似，不同的指令指示不同的轴进行动作。为了保证晶圆100区域的照明情况，还可设置照明模块700，照明模块700例如用于增加照明强度，提高环境亮度，可同时为晶圆的上下表面提供照明，照明模块700也与控制模块600电连接，由控制面板600控制照明模块700的开启及亮度。

同样与控制模块600相连的还包括显示模块610和输入模块620，显示模块610用于显示第一摄像头310和第二摄像头320拍摄的画面，操作人员可通过输入模块620向控制模块600输入指令，使控制模块600控制夹具400移动晶圆或调整第一摄像头310、第二摄像头320的放大倍数或控制点墨装置500对晶粒喷涂墨点。

具体地，显示模块610的显示界面如图4所示，其界面左侧为第二摄像头320所观察到的晶圆100的背面情况，其中的弧线为刮伤；右侧为第一摄像头310所观察到的晶圆100的正面情况，其与晶圆100的背面的刮伤对应的部分晶粒上的圆形墨点为点墨装置500喷涂的标识。进一步地，第一摄像头310和第二摄像头320还设置有激光对焦传感器，以便于对晶圆100的表面进行对焦。

具体地，该控制模块600例如为电脑主机，显示模块610例如为电脑显示器，输入模块620例如为键盘、鼠标等计算机输入设备，但不限于此。该晶圆打点装置的具体操作流程如图5所示，包括：

在步骤S10中，将晶圆的背面朝上使用夹具进行固定；晶圆100的背面朝上放置在夹具400的抓取端440之间并由抓取端440固定该晶圆100。

在步骤S20中，检查晶圆背面是否异常；通过操作人员目视或者由第一摄像头310观测晶圆100的背面，检查晶圆100的背面是否异常，如照明情况不好则可开启照明模块700提供照明。

如晶圆100的背面无异常，则进入步骤S30，在步骤S30中，将背面无异常的晶圆100从晶圆打点装置中取出，该晶圆100可进入后续的划片/裂片，封装等加工工艺中。

如晶圆100的背面确有异常，则进入步骤S40，在步骤S40中，将晶圆100进行翻转，使晶圆100的正面朝上，背面朝下，再由夹具400对晶圆100进行移动，使同轴的第一摄像头310和第二摄像头320对准异常区域，第二摄像头320观察晶圆100的背面的异常区域，第一摄像头310观察对应的晶圆100的正面区域，并确定异常区域所对应的晶粒位置。

在步骤S50中，点墨装置对异常区域的晶粒喷涂墨点；由于第一摄像头310和第二摄像头320同轴设置，当第二摄像头320对准晶圆100的背面的异常区域时，第一摄像头310则对准该异常区域在晶圆100的正面所对应的晶粒(缺陷晶粒)，此时控制点墨装置500在晶圆100的正面对缺陷晶粒喷涂墨点进行标识，使得缺陷晶粒在后续步骤中可以很便捷的被辨识和剔除，不对缺陷晶粒进行封装，从而减少不必要的成本浪费。

具体地，对晶圆背面异常的辨识以及对缺陷晶粒的打点可由操作人员进行，也可由控制模块进行自动化处理。

本实用新型提供的晶圆打点装置，采用了上下相对设置的第一摄像头和第二摄像头对晶圆的正、反面进行观察，可以精准的确定晶圆背面异常的区域，进而提高打点的精准度，避免合格晶粒被错误标识剔除，提升晶圆的良率。

进一步地，第一摄像头和第二摄像头同轴设置，由夹具夹持晶圆进行移动从而观察晶圆上的各区域，再由点墨装置对缺陷晶粒进行打点，当光线不足时，还可设置照明模块提供光照，本实用新型的晶圆打点装置能够有效的解决目前产线上出现的晶圆的背面异常导致缺陷晶粒流入后道工序的问题，使产线人员能够更精准的用墨点标识(剔除)晶圆的背面异常区域所对应的晶粒，提高产线的作业效率，避免成本浪费，提升晶圆的良率。

在以上的描述中，对于各部件的位置组合、连接方式等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解，可以通过各种技术手段，来形成所需连接关系等。另外，为了具有同一功能，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的结构并不完全相同的结构。另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。

以上对本实用新型的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本实用新型的范围。本实用新型的范围由所附权利要求及其等效限定。不脱离本实用新型的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本实用新型的范围之内。

Claims (12)

1.一种晶圆打点装置，其特征在于，包括：

基座，所述基座具有底板和支架；

第一摄像头，所述第一摄像头朝下设置在所述基座的支架上；

第二摄像头，所述第二摄像头朝上设置在所述基座的底板上，所述第二摄像头与所述第一摄像头相对设置；

夹具，与所述基座的支架相连，所述夹具用于固定晶圆，使所述晶圆位于所述第一摄像头与所述第二摄像头之间；

点墨装置，位于所述基座的支架上，所述点墨装置用于向所述晶圆喷涂墨点以标识缺陷晶粒。

2.根据权利要求1所述的晶圆打点装置，其特征在于，还包括控制模块，所述控制模块与所述第一摄像头、所述第二摄像头、所述夹具和所述点墨装置电连接，所述控制模块用于控制所述晶圆打点装置进行打点操作。

3.根据权利要求1所述的晶圆打点装置，其特征在于，所述第一摄像头与所述第二摄像头同轴设置。

4.根据权利要求1所述的晶圆打点装置，其特征在于，所述第一摄像头和所述第二摄像头还均设置有激光对焦传感器。

5.根据权利要求1所述的晶圆打点装置，其特征在于，所述夹具包括机械臂和抓取端，所述机械臂至少为三轴机械臂，所述夹具夹持所述晶圆进行移动以及翻转。

6.根据权利要求5所述的晶圆打点装置，其特征在于，所述抓取端包括夹爪、真空吸盘、卡槽中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的晶圆打点装置，其特征在于，所述点墨装置包括墨盒和喷头，所述喷头位于所述晶圆与所述第一摄像头之间，所述喷头指向所述晶圆朝向所述第一摄像头的一侧。

8.根据权利要求7所述的晶圆打点装置，其特征在于，所述喷头指向所述第一摄像头的轴线与所述晶圆的交点。

9.根据权利要求2所述的晶圆打点装置，其特征在于，还包括显示模块，所述显示模块与所述控制模块相连，所述显示模块用于显示所述第一摄像头和所述第二摄像头拍摄的画面。

10.根据权利要求2所述的晶圆打点装置，其特征在于，还包括输入模块，所述输入模块与所述控制模块相连，所述输入模块用于向所述控制模块输入指令。

11.根据权利要求1所述的晶圆打点装置，其特征在于，所述第一摄像头和所述第二摄像头中的至少一者具有1-5倍的放大倍率。

12.根据权利要求1所述的晶圆打点装置，其特征在于，还包括照明模块，所述照明模块设置在所述基座上，用于向所述晶圆提供光照。

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