CN219417271U - 晶圆气泡检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种晶圆气泡检测装置，包括：基座，其顶部具有光源区，光源区内设置有光源，基座的顶部在光源区的外围区域设置有多个定位机构；顶板，其中心具有形状大小与相应尺寸的晶圆相匹配的检测口，晶圆能够嵌入检测口，顶板能够通过定位机构可拆卸地覆盖在基座的顶部并使检测口的投影完全落入光源区内；以及摄像组件，其设置于光源区的正上方。基于本实用新型的技术方案，通过对检测装置的结构设计，可以更换不同规格的顶板工装来实现对于多规格尺寸的晶圆的气泡检测的兼容性，实现了装置的通用性。

Description

晶圆气泡检测装置

技术领域

本实用新型涉及晶圆气泡检测技术领域，特别地涉及一种晶圆气泡检测装置。

背景技术

晶圆键合工艺中，需要对键合后的晶圆进行气泡检测，从而评价键合的质量。通常是使用特定波长的红外光源，将其光均匀照射在晶圆上，在晶圆另一侧使用可接收透光波长的相机进行识别成像。根据成像的明暗，来计算键合后键合对中的气泡情况。

为了能够精确检测，需要使特定波长的红外光均匀打穿键合片，同时相机只接收检测与键合片所囊括的范围对应的透光光束，因此需要避免晶圆边缘漏光的问题，提高检测精度。这就需要检测装置的检测区域与晶圆的大小相适配，这样才能避免晶圆边缘漏光。

由于晶圆具有多种尺寸规格，键合对的面积不同，因此兼容不同规格尺寸的键合片时，需要实现不同规格尺寸键合片拥有其对应面积的光束，且防止漏光情况。而目前的检测装置，例如CN217035588U公开的检测机构，只能针对单一尺寸的晶圆进行兼容适配，因此其适用范围受限。

实用新型内容

为了解决现有技术中的气泡检测装置存在的适配尺寸单一、无法兼容多种尺寸的晶圆的问题，本实用新型提出了一种晶圆气泡检测装置。

本实用新型提出的一种晶圆气泡检测装置，包括；

基座，其顶部具有光源区，所述光源区内设置有光源，所述基座的顶部在所述光源区的外围区域设置有多个定位机构；

顶板，其中心具有形状大小与相应尺寸的晶圆相匹配的检测口，所述晶圆能够嵌入所述检测口，所述顶板能够通过所述定位机构可拆卸地覆盖在所述基座的顶部并使所述检测口的投影完全落入所述光源区内；以及

摄像组件，其设置于所述光源区的正上方。

在一个实施方式中，所述光源区的尺寸不小于晶圆的最大标准尺寸。

在一个实施方式中，所述检测口的口沿内壁上具有支撑台阶，所述支撑台阶能够支撑嵌入所述检测口的晶圆的边缘部分。

在一个实施方式中，所述基座的顶部还具有第一真空气口，所述顶板上具有第二真空气口且所述检测口的口沿处具有与所述第二真空气口连通的真空气道；

其中，所述顶板通过所述定位机构安装于所述基座时，所述第二真空气口与所述第一真空气口对应连通。

在一个实施方式中，所述第一真空气口和/或所述第二真空气口处设置有密封圈。

在一个实施方式中，所述基座上还设置有光学传感器，所述光学传感器能够向安装于所述基座的所述顶板的所述检测口内发射检测光线，用于确定所述检测口的晶圆的在位情况。

在一个实施方式中，所述基座上在所述光源区处设置有与所述光源区大小相同的光源槽，所述光源设置在所述光源槽的槽底。

在一个实施方式中，所述基座顶部具有位于所述光源槽一侧的装卸口，所述装卸口与所述光源槽连通，所述装卸口中设置有升降衬底，所述升降衬底能够完全填充所述装卸口，所述升降衬底上设置有所述定位机构；

所述顶板包括能够相互拼接围成所述检测口的衬板与浮板，所述衬板能够通过所述定位机构安装在所述升降衬底上，所述浮板能够通过所述定位机构安装在所述基座上。

在一个实施方式中，所述光源为发光区域完全覆盖所述光源区的均光光源。

在一个实施方式中，所述顶板上具有能够配合所述定位机构的装配机构，所述定位机构与所述装配机构为定位孔和/或定位销。

上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本实用新型的目的。

本实用新型提供的一种晶圆气泡检测装置，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：

本实用新型的一种晶圆气泡检测装置，通过对检测装置的结构设计，可以更换不同规格的顶板工装来实现对于多规格尺寸的晶圆的气泡检测的兼容性，实现了装置的通用性。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1显示了本实用新型的检测装置的整体结构示意图；

图2显示了本实用新型的检测装置的基座部分的结构示意图；

图3显示了对应12寸晶圆的顶板的结构示意图；

图4显示了对应8寸晶圆的顶板的结构示意图；

图5显示了对应6寸晶圆的顶板的结构示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

附图标记：

1-基座，11-光源槽，12-光学传感器，13-第一真空气口，14-装卸口，15-定位机构，2-顶板，21-衬板，22-浮板，23-检测口，24-支撑台阶，25-第二真空气口，26-真空气道，27-装配机构，3-摄像组件，4-光源，5-升降衬底。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型的实施例提供了一种晶圆气泡检测装置，包括；

基座1，其顶部具有光源区，光源区内设置有光源4，基座1的顶部在光源区的外围区域设置有多个定位机构15；

顶板2，其中心具有形状大小与相应尺寸的晶圆相匹配的检测口23，晶圆能够嵌入检测口23，顶板2能够通过定位机构15可拆卸地覆盖在基座1的顶部并使检测口23的投影完全落入光源区内；以及

摄像组件3，其设置于光源区的正上方。

具体地，本实用新型的检测装置主要是想实现的是对于不同尺寸的晶圆键合片的检测通用性，如附图图1所示，本实用新型首先在基座1上设置一个足够大的光源4区，光源4区中设置有光源4，整个光源4区都作为光源4的发光区域。直接承载晶圆的顶板2设置为能够通过定位机构15与基板进行安装的可拆卸结构，这样根据晶圆键合片的尺寸更换具有对应尺寸的检测口23的顶板2，顶板2在安装至基板上后，其检测口23所在区域始终对应光源4区。所以，通过这种可拆卸的顶板2，结合基座1与摄像组件3，即可实现对于不同尺寸的晶圆键合片的检测通用性。

优选地，光源区的尺寸不小于晶圆的最大标准尺寸，这样可以实现对于主流标准尺寸下的多种尺寸规格的晶圆键合片的通用性，如附图图3所示，主流标准尺寸一般最大为12寸，即圆形的光源4区的直径最小应该为12寸。如附图图4与图5所示，在检测8寸、6寸的晶圆时，对应的顶板2上的8寸与6寸的检测口23在光源4区上进一步限定出8寸与6寸的发光区域。

优选地，光源4为发光区域完全覆盖光源区的均光光源4。

在一个实施例中，检测口23的口沿内壁上具有支撑台阶24，支撑台阶24能够支撑嵌入检测口23的晶圆的边缘部分。

具体地，如附图图1所示，支撑台阶24即相对检测口23的口沿内壁凸出的部分，在晶圆嵌入检测口23使，晶圆的边缘部分搭接在支撑台阶24，从而得到支撑。

在一个实施例中，基座1的顶部还具有第一真空气口13，顶板2上具有第二真空气口25且检测口23的口沿处具有与第二真空气口25连通的真空气道26；其中，顶板2通过定位机构15安装于基座1时，第二真空气口25与第一真空气口13对应连通。

具体地，如附图图2所示，检测口23的口沿部分具有真空气道26，结合沿内壁上的支撑台阶24，真空气道26是设置在支撑台阶24的台阶面上的槽体结构，其通过顶板2内部的通道连通第二真空气口25。在顶板2通过定位机构15安装于基座1时，第二真空气口25与第一真空气口13对应连通，这样可以在真空气道26产生局部真空，从而对晶圆的边缘部分产生吸附力。

一方面，吸附力可以使晶圆的的边缘与检测口23的口沿部分的结构紧贴，从而减小二者之间可能存在的间隙，减少间隙漏光；另一方面，作用在晶圆边缘的吸附力可以降低晶圆键合片的翘曲情况，提高检测的准确性。

优选地，第一真空气口13和/或第二真空气口25处设置有密封圈(附图中未示出)，保证两个真空气口对接的密封性。

在一个实施例中，基座1上还设置有光学传感器12，光学传感器12能够向安装于基座1的顶板2的检测口23内发射检测光线，用于确定检测口23的晶圆的在位情况。

具体地，如附图图1与图2所示，光学传感器12可以向检测口23内发射检测激光，通过与光学传感器12电连接的控制模块，可以确定检测口23内是否放入有晶圆的晶圆在位情况，从而可以作为对检测装置进行相应控制的依据。如附图图3至图5所示，顶板2上具有对应光学传感器12的适配口以及供激光传播的通道，以避免与光学传感器12产生阻碍、干涉。

在一个实施例中，基座1上在光源区处设置有与光源区大小相同的光源槽11，光源4设置在光源槽11的槽底。

基座1顶部具有位于光源槽11一侧的装卸口14，装卸口14与光源槽11连通，装卸口14中设置有升降衬底5，升降衬底5能够完全填充装卸口14，升降衬底5上设置有定位机构15；顶板2包括能够相互拼接围成检测口23的衬板21与浮板22，衬板21能够通过定位机构15安装在升降衬底5上，浮板22能够通过定位机构15安装在基座1上。

具体地，在检测过程中，首先是将顶板2安装于基座1，然后向顶板2的检测口23中加载晶圆键合片，但是由于目前通常采用机械手侧面夹持晶圆键合片来进行装卸，所以顶板2的一侧需要具有一个能够供机械手上下运动的空间，因此将顶板2设置为作为主体结构的浮板22以及能够与浮板22进行拼接的衬板21，同时在基座1上设置装卸口14并安装升降衬底5。在顶板2安装到基座1时，浮板22与基座1连接并保持静止，衬板21安装到升降衬底5上。装载时，升降衬底5带动衬板21下降至进入装卸口14中，这样衬板21原本所在的区域形成缺口，缺口部分可以作为机械手向下运动的空间，供机械手下移将晶圆键合片放置在检测口23中并由浮板22上的支撑台阶24进行支撑，而后升降衬底5带动衬板21上升至缺口中，与浮板22拼接为完整的顶板2。

进一步地，如附图图2所示，光源4区部分是一个槽体结构，即光源槽11，光源槽11的整个槽槽底作为光源4的发光面，这样做的目的是为了配合升降衬底5，实现晶圆的自动装卸。具体而言，在检测更小尺寸的晶圆键合片时，需要使用如附图图4与图5所示的顶板2，此时顶板2的衬板21在安装到升降衬底5上后，会有一部分相对升降衬底5伸入至光源4区中，所以在升降衬底5带动衬板21下降时，光源4区也必须提供供衬板21下降的空间，因此需要将光源4区设置为光源槽11，衬板21伸入光源4区的那一部分在下降时进入光源槽11中。

在一个实施例中，顶板2上具有能够配合定位机构15的装配机构27，定位机构15与装配机构27为定位孔和/或定位销。

具体地，定位销与定位孔的定位设计，便于更换不同规格的顶板2，同时也可以保证其更换后位置的准确性。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”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。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本实用新型，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本实用新型的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本实用新型的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (10)

1.一种晶圆气泡检测装置，其特征在于，包括；

基座，其顶部具有光源区，所述光源区内设置有光源，所述基座的顶部在所述光源区的外围区域设置有多个定位机构；

顶板，其中心具有形状大小与相应尺寸的晶圆相匹配的检测口，所述晶圆能够嵌入所述检测口，所述顶板能够通过所述定位机构可拆卸地覆盖在所述基座的顶部并使所述检测口的投影完全落入所述光源区内；以及

摄像组件，其设置于所述光源区的正上方。

2.根据权利要求1所述的晶圆气泡检测装置，其特征在于，所述光源区的尺寸不小于晶圆的最大标准尺寸。

3.根据权利要求1所述的晶圆气泡检测装置，其特征在于，所述检测口的口沿内壁上具有支撑台阶，所述支撑台阶能够支撑嵌入所述检测口的晶圆的边缘部分。

4.根据权利要求3所述的晶圆气泡检测装置，其特征在于，所述基座的顶部还具有第一真空气口，所述顶板上具有第二真空气口且所述检测口的口沿处具有与所述第二真空气口连通的真空气道；

其中，所述顶板通过所述定位机构安装于所述基座时，所述第二真空气口与所述第一真空气口对应连通。

5.根据权利要求4所述的晶圆气泡检测装置，其特征在于，所述第一真空气口和/或所述第二真空气口处设置有密封圈。

6.根据权利要求1所述的晶圆气泡检测装置，其特征在于，所述基座上还设置有光学传感器，所述光学传感器能够向安装于所述基座的所述顶板的所述检测口内发射检测光线，用于确定所述检测口的晶圆的在位情况。

7.根据权利要求1所述的晶圆气泡检测装置，其特征在于，所述基座上在所述光源区处设置有与所述光源区大小相同的光源槽，所述光源设置在所述光源槽的槽底。

8.根据权利要求7所述的晶圆气泡检测装置，其特征在于，所述基座顶部具有位于所述光源槽一侧的装卸口，所述装卸口与所述光源槽连通，所述装卸口中设置有升降衬底，所述升降衬底能够完全填充所述装卸口，所述升降衬底上设置有所述定位机构；

所述顶板包括能够相互拼接围成所述检测口的衬板与浮板，所述衬板能够通过所述定位机构安装在所述升降衬底上，所述浮板能够通过所述定位机构安装在所述基座上。

9.根据权利要求1至8任一项所述的晶圆气泡检测装置，其特征在于，所述光源为发光区域完全覆盖所述光源区的均光光源。

10.根据权利要求1至8任一项所述的晶圆气泡检测装置，其特征在于，所述顶板上具有能够配合所述定位机构的装配机构，所述定位机构与所述装配机构为定位孔和/或定位销。