CN217562526U - 晶粒分类机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶粒分类机，包括架体、晶粒吸取装置、晶圆承载盘、视觉检测装置以及控制装置。晶粒吸取装置可旋转设置于架体上，晶粒吸取装置包括吸嘴；晶圆承载盘设置于架体上且可被控制得能在yz平面内移动，晶圆承载盘具有一晶圆承载槽；视觉检测装置与晶粒吸取装置并列排设于架体上，视觉检测装置用于获取晶粒吸取装置中吸嘴的图像信息，以及用于获取吸嘴吸取目标晶粒后的图像信息；控制装置连接晶粒吸取装置、晶圆承载盘以及视觉检测装置，至少用于控制晶圆承载盘的移动，控制晶粒吸取装置以及视觉检测装置的运作。本实用新型的晶粒分类机能够准确地且无损的挑起并吸取晶粒，提高晶粒的挑选良率。

Description

晶粒分类机

技术领域

本实用新型是关于一种晶粒分类机，特别是关于一种具有自动矫正功能的晶粒分类机。

背景技术

晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆，在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，进而对其进行切割以形成具有特定电性功能的若干晶粒。

晶粒分类机是用于将切割后晶圆上损坏的晶粒(或者完好的晶粒)分拣挑选出来的一种设备，一般采用顶针将晶圆上的晶粒挑起，再用吸嘴对该晶粒吸取并移动，由于每颗晶粒上均具有可以实现特定功能的感应区或功能区，且该区域不能有一点损坏，因此对晶粒的挑起以及吸取均有一定的技术要求。现有的晶粒分类机，其上吸嘴和顶针之间的位置关系，通常是采用人工对位的方式，人工对位时，仅凭肉眼裸视进行判断，顶针和吸嘴之间会存在对位偏差或者漏对位的可能，对晶粒挑起或者吸取时，造成晶粒功能区或感应区损坏，影响晶粒的挑选良率。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种晶粒分类机，其能够准确地且无损的挑起并吸取晶粒，提高晶粒的挑选良率。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种晶粒分类机，包括架体、晶粒吸取装置、晶圆承载盘、视觉检测装置以及控制装置。

所述晶粒吸取装置可旋转设置于所述架体上，所述晶粒吸取装置包括吸嘴，用于吸取目标晶粒；所述晶圆承载盘设置于所述架体上且可被控制得能在yz平面内移动，所述晶圆承载盘具有一晶圆承载槽，所述晶圆承载槽用于放置切割后的晶圆；所述视觉检测装置与所述晶粒吸取装置并列排设于所述架体上，所述视觉检测装置用于获取所述晶粒吸取装置中吸嘴的图像信息，以及用于获取所述吸嘴吸取目标晶粒后的图像信息；所述控制装置连接所述晶粒吸取装置、晶圆承载盘以及视觉检测装置，至少用于控制所述晶圆承载盘的移动，控制所述晶粒吸取装置以及所述视觉检测装置的运作。

在一个或多个实施方式中，所述晶粒分类机还包括挑起结构，用于挑起位于所述晶圆承载槽内、经切割后的晶圆内的目标晶粒；所述挑起结构设置于所述架体上且位于所述晶圆承载槽内，所述挑起结构连接所述控制装置，所述挑起结构可被控制得能在yz平面内移动，以调整其在所述晶圆承载槽内的相对位置。

在一个或多个实施方式中，所述挑起结构包括顶针，所述顶针可沿所述晶圆承载盘的轴向移动，以顶起目标晶粒。

在一个或多个实施方式中，所述顶针的数量为四个，每个所述顶针均具有一顶起部，四个所述顶起部呈方形排设。

在一个或多个实施方式中，所述视觉检测装置包括图像获取镜头，所述吸嘴的中心与所述图像获取镜头的中心位于同一水平面上。

在一个或多个实施方式中，所述晶圆承载盘的数量有两个，对称设置于所述架体上；所述晶粒吸取装置位于两个所述晶圆承载盘之间，所述吸嘴可随所述晶粒吸取装置的转动而于两个所述晶圆承载盘之间来回移动，以将其中一个所述晶圆承载槽内晶圆上的目标晶粒吸取至另一晶圆承载槽内的晶圆上。

在一个或多个实施方式中，所述挑起结构的数量有两个，对称设置于所述架体上，一个所述挑起结构对应一个所述晶圆承载盘设置。

在一个或多个实施方式中，所述晶粒吸取装置包括相背设置的两个吸嘴，每个吸嘴对应一个所述晶圆承载盘设置。

在一个或多个实施方式中，所述晶粒吸取装置还包括抽吸管和负压结构，所述负压结构通过抽吸管连接所述吸嘴，为所述吸嘴提供吸力。

在一个或多个实施方式中，所述吸嘴具有一抽吸口，所述抽吸口周围设置有柔性吸附垫。

与现有技术相比，本实用新型的晶粒分类机，通过设置视觉检测装置获取吸嘴图像信息以及获取吸嘴吸取目标晶粒后的图像信息，并确定吸嘴中心以及当下吸取的目标晶粒的中心，根据两中心的误差调整晶圆承载盘与吸嘴之间的相对位置关系，使得吸嘴的中心能与下次需要吸取的晶粒的中心对准，使得能够准确且无损的吸取晶粒，提高晶粒的挑选良率。

本实用新型的晶粒分类机，通过控制装置控制晶圆承载盘与吸嘴的位置调整，更加精确且自动化。

本实用新型的晶粒分类机，通过将挑起结构可移动的设置在架体上，并连接控制结构，自动调整挑起结构相对吸嘴的位置关系，使得挑起结构能够作用于晶粒的边缘区域，准确且无损的挑起晶粒供吸嘴吸取，进一步提高晶粒的挑选良率。

附图说明

图1是本实用新型一实施方式的晶粒分类机的结构示意图。

图2是本实用新型一实施方式的晶粒分类机的主视图。

图3是本实用新型一实施方式的晶粒分类机的晶粒吸取装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1至图2所示，本实用新型一实施方式提供了一种晶粒分类机，包括架体10以及分别设置于架体10上的晶圆承载盘20、挑起结构30、晶粒吸取装置40、视觉检测装置50以及控制装置。

架体10用于支撑上述各部件，使其可以配合以完成晶粒的分拣。

晶圆承载盘20可移动设置于架体10上，其可在控制装置的作用下在yz平面内上下左右移动。晶圆承载盘20大体为一圆形结构，其中部开设有一晶圆承载槽21，晶圆承载槽21贯穿晶圆承载盘20设置，晶圆承载槽21用于放置切割后的晶圆。晶圆放置于晶圆承载槽21内后，为了保持晶圆的稳定性，晶圆承载槽21边缘还可设置有固定结构，因该结构不是本申请的保护重点，在此不做详细阐述。

挑起结构30可移动设置于架体10上且位于晶圆承载槽21所在区域内，用于挑起位于晶圆承载槽21内、经切割后的晶圆内的目标晶粒。挑起结构30连接控制装置，挑起结构30可被控制得能在yz平面内移动，以调整其在晶圆承载槽21内的相对位置(为了与晶粒吸取装置40相对设置)。挑起结构30与晶圆承载盘20之间不连接设置，以使晶圆承载盘20在yz平面内移动时，挑起结构30不动，以挑起晶圆承载槽21内晶圆上的不同晶粒。挑起结构30包括顶针31，顶针31可沿晶圆承载盘20的轴向移动，以顶起目标晶粒。在一具体实施例中，顶针31的数量可以为四个，每个顶针31均具有一顶起部，四个顶起部呈方形排设，作用于目标晶粒的四周，可防止顶起时对目标晶粒的功能区造成损坏，同时，呈方形排设的顶针，四个顶针的中心更容易被定位。

在本实施例中，顶针31的数量可以为一个，同时为了便于定位顶针的中心，顶针可以被构造成方形或圆形结构。

如图2所示，晶粒吸取装置40可转动设置于架体10上，其包括吸嘴41、抽吸管和负压结构，负压结构通过抽吸管连接吸嘴41，为吸嘴41提供吸力。吸嘴41正对晶圆承载盘20上的挑起结构30设置，以对经挑起结构30挑起后的目标晶粒进行吸取。具体地，吸嘴41的中心具有通过真空线与真空源(未示出)连接的抽吸孔42，抽吸孔42与真空线形成真空通路。吸嘴41能够产生吸附力。为了防止吸嘴41对目标晶粒造成破坏，吸嘴41的抽吸孔42处设置有吸附垫，吸附垫可以是多孔橡胶片。为了便于控制装置配合视觉检测装置对吸嘴41中心的定位，吸附垫可以为正多边形结构，优选的，可以为正方形或者长方形结构。或者，为了防止吸嘴41对目标晶粒造成破坏，吸嘴41可以由硅胶等具有一定柔性的材质制成，同时，同样为了便于控制装置配合视觉检测装置50对吸嘴41中心的定位，吸嘴41优选为矩形或圆形吸嘴。

如图1和图2所示，视觉检测装置50与晶粒吸取装置40并列排设于架体10上，视觉检测装置50用于获取晶粒吸取装置40中吸嘴41的图像信息，以及用于获取吸嘴41吸取目标晶粒后的图像信息。视觉检测装置50包括图像获取镜头51，图像获取镜头51的高度和吸嘴41的高度相一致，优选的，吸嘴41的中心与图像获取镜头51的中心位于同一水平面上，以使得吸嘴41在旋转取放晶粒过程中，可旋转至一个特定位置，使得图像获取镜头51能够获取到吸嘴41的图像信息。视觉检测装置50还可以用于监控吸嘴的安装方向以及吸嘴的型号，若安装的吸嘴皆为长方形吸嘴，视觉检测装置50还可用于吸嘴尺寸检测；同时，视觉检测装置50可以用于检查吸嘴41是否破损或存在表面异物。

控制装置连接晶粒吸取装置40、晶圆承载盘20以及视觉检测装置50，用于控制晶圆承载盘20的移动，控制晶粒吸取装置40以及视觉检测装置50的运作，在晶粒吸取装置40旋转使吸嘴41到达预设位置时(与视觉检测装置50正对)，控制视觉检测装置50获取吸嘴41图像信息，并根据软件程序判断吸嘴41的中心；控制吸嘴41吸取目标晶粒，在其再次旋转至预设位置时，获取吸嘴41吸附的目标晶粒的图像信息，并根据软件程序判断吸嘴41吸取的目标晶粒的中心；判断两者中心是否处于对位状态(是否重叠)，若是，则控制晶粒吸取装置40继续运作吸取晶粒，若否，则根据两中心的误差调整晶圆承载盘20与吸嘴41之间的相对位置关系，使得吸嘴41的中心能与下次需要吸取的晶粒的中心对准。

更进一步的，为了获取一个顶针或多个顶针组的中心，还可在与挑起结构30相对位置加装用于获取顶针图像信息的摄像头，该摄像头同样与控制装置相连。控制装置可根据吸嘴中心，晶粒中心以及顶针中心，控制相关部件进行位置调整，使得三者中心可重叠。

为了提高晶粒的分拣效率，在本实施例中，晶圆承载盘20的数量为两个，对称设置于架体10上，且两个晶圆承载盘20均可相对架体10在垂直于吸嘴41的吸取方向上移动。对应的，挑起结构30的数量也为两个，对称设置于架体10上，一个挑起结构30对应一个晶圆承载盘20设置。晶粒吸取装置40可转动设置于架体10上，且位于两个晶圆承载盘20之间，吸嘴41可随晶粒吸取装置40的转动而于两个晶圆承载盘20之间来回移动，以将其中一个晶圆承载槽21内晶圆上的目标晶粒吸取至另一晶圆承载槽21内的晶圆上。

此状态下，视觉检测装置50设置于两个晶圆承载盘20之间且对应于吸嘴41相对其中一个晶圆承载盘20旋转90°之后所对应位置处。分拣机初运行时，控制装置控制晶粒吸取装置40以每次90°的旋转角度经晶粒的旋转运输，当吸嘴中心与需要吸取的晶粒中心误差矫正完成后，控制晶粒吸取装置40以每次180°的旋转角度经晶粒的旋转运输。

同时，为了进一步提高晶粒的分拣效率，晶粒吸取装置40包括相背设置的两个吸嘴41，每个吸嘴41对应一个晶圆承载盘20设置。此设计使得，晶粒吸取装置40每转动180度即可实现一次目标晶粒的分拣切换(相比于一个吸嘴完成一次目标晶粒的分拣切换需要转动360度，分拣效率提高了2倍)。

本实用新型的晶粒分类机，依靠软件通过视觉检测装置自动获取吸嘴中心、获取目标晶粒的中心，并自动矫正，使得吸嘴能够吸附晶粒的中心，避免吸嘴吸歪，压到晶粒的功能区，造成晶粒功能区的损坏使得产品异常。

与现有技术相比，本实用新型的晶粒分类机，通过设置视觉检测装置获取吸嘴图像信息以及获取吸嘴吸取目标晶粒后的图像信息，并确定吸嘴中心以及当下吸取的目标晶粒的中心，根据两中心的误差调整晶圆承载盘与吸嘴之间的相对位置关系，使得吸嘴的中心能与下次需要吸取的晶粒的中心对准，使得能够准确且无损的吸取晶粒，提高晶粒的挑选良率。

本实用新型的晶粒分类机，通过控制装置控制晶圆承载盘与吸嘴的位置调整，更加精确且自动化。

本实用新型的晶粒分类机，通过将挑起结构可移动的设置在架体上，并连接控制结构，自动调整挑起结构相对吸嘴的位置关系，使得挑起结构能够作用于晶粒的边缘区域，准确且无损的挑起晶粒供吸嘴吸取，进一步提高晶粒的挑选良率。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种晶粒分类机，其特征在于，包括：

架体；

晶粒吸取装置，可旋转设置于所述架体上，所述晶粒吸取装置包括吸嘴，用于吸取目标晶粒；

晶圆承载盘，设置于所述架体上且可被控制得能在yz平面内移动，所述晶圆承载盘具有一晶圆承载槽，所述晶圆承载槽用于放置切割后的晶圆；

视觉检测装置，所述视觉检测装置与所述晶粒吸取装置并列排设于所述架体上，所述视觉检测装置用于获取所述晶粒吸取装置中吸嘴的图像信息，以及用于获取所述吸嘴吸取目标晶粒后的图像信息；

控制装置，连接所述晶粒吸取装置、晶圆承载盘以及视觉检测装置，至少用于控制所述晶圆承载盘的移动，控制所述晶粒吸取装置以及所述视觉检测装置的运作。

2.如权利要求1所述的晶粒分类机，其特征在于，所述晶粒分类机还包括挑起结构，用于挑起位于所述晶圆承载槽内、经切割后的晶圆内的目标晶粒；

所述挑起结构设置于所述架体上且位于所述晶圆承载槽内，所述挑起结构连接所述控制装置，所述挑起结构可被控制得能在yz平面内移动，以调整其在所述晶圆承载槽内的相对位置。

3.如权利要求2所述的晶粒分类机，其特征在于，所述挑起结构包括顶针，所述顶针可沿所述晶圆承载盘的轴向移动，以顶起目标晶粒。

4.如权利要求3所述的晶粒分类机，其特征在于，所述顶针的数量为四个，每个所述顶针均具有一顶起部，四个所述顶起部呈方形排设。

5.如权利要求1所述的晶粒分类机，其特征在于，所述视觉检测装置包括图像获取镜头，所述吸嘴的中心与所述图像获取镜头的中心位于同一水平面上。

6.如权利要求2所述的晶粒分类机，其特征在于，所述晶圆承载盘的数量有两个，对称设置于所述架体上；

所述晶粒吸取装置位于两个所述晶圆承载盘之间，所述吸嘴可随所述晶粒吸取装置的转动而于两个所述晶圆承载盘之间来回移动，以将其中一个所述晶圆承载槽内晶圆上的目标晶粒吸取至另一晶圆承载槽内的晶圆上。

7.如权利要求6所述的晶粒分类机，其特征在于，所述挑起结构的数量有两个，对称设置于所述架体上，一个所述挑起结构对应一个所述晶圆承载盘设置。

8.如权利要求6所述的晶粒分类机，其特征在于，所述晶粒吸取装置包括相背设置的两个吸嘴，每个吸嘴对应一个所述晶圆承载盘设置。

9.如权利要求1所述的晶粒分类机，其特征在于，所述晶粒吸取装置还包括抽吸管和负压结构，所述负压结构通过抽吸管连接所述吸嘴，为所述吸嘴提供吸力。

10.如权利要求9所述的晶粒分类机，其特征在于，所述吸嘴具有一抽吸口，所述抽吸口周围设置有柔性吸附垫。

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